Текст
Микро-
климатические
основы
тепличного
овощеводства
Перевод с болгарского Е. С. СИГАЕВА
Предисловие кандидата
сельскохозяйственных наук
Н. С. ГОНЧАРУКА
МОСКВА «КОЛОС» 1982
ББК 42.34
М59
УДК 631.234:635.1/.8
Микроклиматични ос нови на оранжерийното зеленчукопроизводство
Авторският колектив
под научната редакция на проф. д-р Тодор Муртазов
Издателство «Христо Г. Данов», Пловдив, 1979
Рекомендована к изданию Научно-исследовательским институтом
овощного хозяйства МПОХ РСФСР
Микроклиматические основы тепличного овоще-
М 59 водства/Пер. с болг. Е. С. Сигаева. С предисл.
Н. С. Гончарука. — М.: Колос, 1982. —175 с., ил.
Книга посвящена вопросам изучения микроклимата и поддержания
его оптимальных параметров в остекленных теплицах и теплицах с
полимерным покрытием в условиях промышленного овощеводства.
Описаны средства автоматического контроля и управления условиями
Среды в теплицах.
Для агрономов-овощеводов.
3803030300—299
М ----------------
035(01)—82
94—82
ББК 42.34
635
© проф. д-р. Т. Муртазов, акад. Ан. Шомош, ст. н. с. II. Гон-
чарук, ст. н. с. Д. Лёбл, ст. н. с. д-р А. Хейснер, ст. н. с.
М. Древе, ст. н. с. д-р Ы. Дицеман, ст. н. с. Г. Цеклеев,
н. с. В. Илиева, н. с. В. Желев, п. с. Хр. Симитчиев, н. с.
Ив. Божков, 1979
с/о Jusautor, Sofia
© Перевод на русский язык, «Колос», 1982
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Решения XXVI съезда КПСС предусматривают зна-
чительное увеличение производства овощей, расширение
ассортимента и улучшение качества этой ценной продук-
ции. Перед овощеводами поставлена задача — полностью
удовлетворить потребности населения в овощах не толь-
ко в летний сезон, но и в течение всего года. Большое
значение в решении этой задачи придается тепличному
овощеводству.
Общая площадь защищенного грунта в СССР в
1980 г. составляла 12 805 га, в том числе зимних теплиц
2613 га. В сравнении с 1965 г. площадь защищенного
грунта в стране выросла более чем в 4 раза, а зимних
теплиц в 5 раз. Валовое производство овощей за эти
годы возросло в 7,4 раза. В 1980 г. в защищенном грун-
те было произведено около 1 млн. тонн овощей. Для
выращивания рассады овощных культур открытого грун-
та и овощей в стране построено и эксплуатируется
5172 га весенних теплиц с покрытием полимерной плен-
кой.
Условия микроклимата в теплицах играют важную
роль в формировании урожая тепличных овощей. Управ-
лять ростом и развитием растений в желаемом для нас
направлении можно только на основе знания, как влияет
комплекс внешних условий на формирование урожая.
Основой разработки системы агротехники является зна-
ние требований растений к комплексу условий — к свету,
теплу, воде, питанию в разные периоды их жизни.
Микроклимат культивационных сооружений в значи-
тельной мере зависит от наружной среды. Вследствие
этого важное значение в управлении микроклиматом в
теплицах имеет учет солнечной радиации, силы и нап-
равления ветра, температуры и влажности воздуха, а
также осадков.
Современные системы управления, учитывающие
влияние климатических условий внешней среды, позво-
ляют быстро изменять параметры микроклимата в соо-
ружениях защищенного грунта.
3
Микроклимат определяет все процессы формирова-
ния урожая — от прорастания семян до конца вегетации.
В связи с этим возникает необходимость дифференциро-
вать режимы микроклимата: в течение суток, по фазам
роста и развития, в зависимости от состояния растений
и т. д.
Применение ЭВМ в автоматизированных системах ре-
гулирования микроклимата в теплицах позволяет лучше
учитывать требования растения и влияния факторов на-
ружной среды, создает условия для внедрения научно
обоснованных алгоритмов и программ управления тех-
нологическим процессом в тепличном овощеводстве.
В нашей стране имеются широкие возможности для
внедрения в тепличное овощеводство системы автомати-
ческого управления микроклиматом на базе использова-
ния микропроцессоров.
Объединение усилий ученых стран СЭВ окажет боль-
шое влияние на более быстрое решение названных задач.
В этом смысле данная работа является ценным вкла-
дом в развитие дружеских связей и ускорение научно-
технического прогресса в тепличном овощеводстве со-
циалистических стран.
Н. С. ГОНЧАРУК
ВВЕДЕНИЕ
В последнее десятилетие производство овощей в теп-
лицах развивалось бурными темпами — намного увели-
чились площади теплиц и произошли существенные из-
менения в технологии производства. По своему харак-
теру тепличное производство близко к промышленному
и позволяет быстрее и легче, чем в других отраслях
сельского хозяйства, внедрять достижения технического
прогресса.
Возможности теплиц, позволяющих обеспечить отно-
сительную независимость от природных условий и ис-
пользовать автоматику для регулирования важнейших
факторов развития культур, — основа коренного пере-
лома в методах и средствах производства. Строительст-
во современных тепличных комбинатов и их эксплуата-
ция связаны с большими капиталовложениями. Поэтому
все мероприятия, позволяющие повысить урожай, улуч-
шить качество и увеличить производительность труда в
тепличном овощеводстве, имеют большое значение.
Традиционное производство большинства овощных
культур в открытом грунте прекращается с наступлением
неблагоприятной погоды. Продолжительность периода
этого производства зависит от биологических особеннос-
тей культур и от внешних условий в данном районе. Ре-
гулирование и возможности улучшения условий среды
в полевом овощеводстве ограничиваются удобрением,
поливом, частичным изменением экологических факто-
ров. Тепличное овощеводство организуется по принципу
поточной линии и в очень незначительной степени зави-
сит от условий района, в котором построены теплицы.
Овощи в них выращивают преимущественно в периоды,
неблагоприятные для выращивания в открытом грунте.
В теплицах экономически приемлемую технологию
производства можно обеспечить намного точнее и эффек-
тивнее, чем в открытом грунте. В современных модерни-
зированных тепличных предприятиях отрицательное
влияние природных факторов в значительной степени
преодолевается автоматическим контролем, управлением
и программированием технологических процессов. Мето-
ды программирования в тепличном овощеводстве требу-
ют создания систем и моделей, отвечающих биологиче-
ским требованиям культуры и экономическим условиям.
Определение значимости (функции) действующих
факторов и связей между ними делает возможным ис-
пользование систем управления, которые по программам
для электронных устройств будут регулировать факто-
ры, влияющие на микроклимат, с целью получения мак-
симального урожая при наименьших затратах.
Автоматизация и создание промышленной технологии
в тепличном производстве требуют нового подхода при
решении многих проблем. Одна из таких задач в настоя-
щее время — создание и использование моделей в теп-
личном овощеводстве. В некоторых странах уже прово-
дятся опыты с частичными биолого-математическими мо-
делями, с помощью которых оптимизируются комплекс
условий или отдельные процессы для получения более вы-
соких урожаев. Успехи в этом направлении связаны с
работой советских ученых — Полуэктова (1968), Киселе-
вой и др. Положительные результаты получены и Хейс-
пером (1971), Унгером (1971) в ГДР, Дустином (1971) в
США, Гадакацу (1972) в Японии.
В СССР, Польше, Венгрии, Чехословакии, Болгарии,
а в последнее время и в Румынии научные институты,
занимающиеся изучением проблем тепличного овощевод-
ства, усиленно работают над разработкой биолого-ма-
тематических моделей выращивания томатов и огурцов.
Разработке более полной модели этого рода предшест-
вовало создание отдельных моделей светового, водного
и других режимов.
В Болгарии исследования в связи с разработкой мо-
дели тепличного производства томатов проводят Мурта-
зов, Илиева, Желез и Сугарев.
Значительный экспериментальный материал, полу-
ченный в Болгарии и за рубежом, может быть использо-
ван для совершенствования современных технологий и
для создания частичных биолого-математических моде-
лей для тепличного производства многих овощных куль-
тур. Создается возможность более точного моделирова-
ния биологических процессов, быстрого определения оп-
тимальных параметров и структуры посева при постоян-
но изменяющихся условиях в период развития куль-
туры.
6
Результаты наших исследований, отраженные в нас-
тоящей работе, помогут агрономам-специалистам и ин-
женерам по культивационным сооружениям лучше раск-
рывать взаимодействие компонентов в системе расте-
ние— среда и регулирующие системы, предугадывать
поведение растений при программировании условий и
улучшать некоторые характеристики микроклимата в
связи с более полным проявлением потенциальных воз-
можностей выращиваемой культуры.
В наших разработках мы исходим из того, что проб-
лемы тепличного овощеводства сложны и представляют
комплекс многих взаимообусловленных звеньев: агро-
технических, физиологических, технических, экономичес-
ких, оптимизация которых требует прочной связи целе-
направленных научных исследований и практики.
В настоящей работе рассматриваются биоклимати-
ческие условия в теплицах, связанные прежде всего с
овощными растениями.
Коллектив авторов будет благодарен читателям за
целесообразные рекомендации на случай переиздания
этой книги.
Отдельные разделы книги написаны следующими ав-
торами:
Т. Муртазов (НРБ)—введение; виды теплиц; систе-
мы регулирования микроклимата; особенности микро-
климата в остекленных теплицах (исключая условия ос-
вещения и воздушно-газовый режим); влияние микро-
климата на рост и репродукцию растений;
В. Желев, В. Илиева (НРБ) —условия освещения (в
разделе «Особенности микроклимата в остекленных
теплицах»);
Г. Цеклеев (НРБ)—особенности микроклимата в
пластмассовых теплицах;
X. Симитчиев, И. Божков (НРБ) — воздушно-газовый
режим (в разделе «Особенности микроклимата в остек-
ленных теплицах»);
А. Шомоши (Венгрия) —микроклиматические особен-
ности тепличного производства перца;
А. Хейснер, М. Древе, Н. Дицеман (ГДР)—микро-
климатические особенности при выращивании огурцов в
теплицах;
Н. Гончарук, Д. Лёбл (СССР) — некоторые вопросы
регулирования среды в тепличных хозяйствах СССР.
ВИДЫ ТЕПЛИЦ
Различные почвенно-климатические условия и уро-
вень развития материально-технической базы в отдель-
ных странах обсуловливают строительство многих типов
теплиц. Все они имеют характерные особенности микро-
климата, определяющиеся конструкцией.
Теплицы в основном подразделяются на односекцион-
ные и блочные. Если в прошлом строились односек-
ционные, то в последние три десятилетия, с увеличением
концентрации и специализации производства, перешли к
строительству остекленных блочных теплиц. Из односек-
ционных наиболее распространены ангарные остеклен-
ные и полиэтиленовые теплицы. Освещенность в них вы-
ше, чем в блочных теплицах, так как значительное ко-
личество света поступает через боковые и торцевые
поверхности. Возможности механизации производствен-
ных процессов также более велики. Затраты на отопле-
ние односекционных, в том числе и ангарных, теплиц вы-
ше, так как на 1 м2 площади приходится большая ог-
раждающая поверхность, что обусловливает и большие
теплопотери, чем в блочных теплицах. Во избежание за-
тенения эти теплицы строят на больших расстояниях
друг от друга, для чего требуется большая строительная
площадка, не менее 2 м2 на 1 м2 площади теплиц.
В некоторых странах изучаются однозвенные высокие
теплицы. При сооружении цилиндрических или трапе-
циевидных теплиц лучше используются строительная
площадь и солнечный свет. Вертикальное Поэтажное
расположение рядов с растениями на конвейере в этих
теплицах облегчает уход за ними в период выращивания
культуры. Несмотря на эти преимущества, нельзя ут-
верждать, что сооружение таких теплиц в настоящее
время перспективно. У таких теплиц более высокий ко-
эффициент остекленной поверхности, вследствие чего
увеличиваются и теплопотери. Для строительства высо-
ких теплиц требуются дефицитные и дорогие материалы.
В недавнем прошлом строились специализированные
блочные теплицы для выращивания рассады, огурцов,
8
томатов и перца. В последнее десятилетие первостепен-
ное значение для промышленного интенсивного теплич-
ного производства приобрели универсальные блочные ос-
текленные теплицы. Благодаря небольшому затенению
элементами конструкции и значительным размерам в них
создается возможность использования малогабаритной
техники и автоматизации регулирования микроклимата.
С началом строительства остекленных блочных теплиц
почти прекратилось строительство односекционных не-
больших теплиц, а теплицы старого типа с ограниченны-
ми возможностями механизированного обслуживания
предоставлены для выращивания цветов или для селек-
ционных целей.
То обстоятельство, что тепличное производство в
большинстве стран ведется в периоды с недостаточной
солнечной радиацией, заставило проектировщиков ис-
кать конструкции теплиц, обеспечивающие максимальное
поступление солнечного света. Так были созданы тепли-
цы без шпросов. Однако результаты их изучения неуте-
шительны. Такие же результаты получены и при изуче-
нии теплиц с плоской кровлей, обогреваемых водой, по-
лучаемой в больших количествах от электростанций.
Теоретический интерес представляют и полукруглые
теплицы, сложные по конструкции для сооружения. В
настоящее время принят угол наклона кровли не более
25°, йк как зимой солнечный свет поступает под углом
менее 15°. При большем угле наклона кровли происхо-
дило бы сильное затенение.
СТАЛЬНЫЕ ОСТЕКЛЕННЫЕ ТЕПЛИЦЫ
Остекленные блочные теплицы «Венло». Для выра-
щивания овощей в Болгарии используют несколько ва-
риантов остекленных теплиц типа «Венло». Отличают-
ся они размером пролета (шеда), устройством систем
обогрева и полива, способом остекления и др.
Тепличные прямоугольные блоки имеют размер 343Х
Х87,1 м и площадь 3 га. Основанием ограждающих ос-
текленных поверхностей служит бетонный цоколь, отли-
тый на месте, шириной 15 см и высотой 25 см. Несущая
конструкция смешанная и состоит из бетонных столбов и
профилированных железных оцинкованных элементов,
изготовленных методом холодного проката. Основные
элементы конструкции — железные стойки, ряды кото-
9
рых расположены в осевом направлении через каждые
3,2 м, с расстояниями между стойками в ряду 3 м. Стой-
ки соединены в поперечном направлении с балками, а в
продольном — с водоотводными желобами. Два ряда
стоек с двускатным покрытием образуют одну секцию.
Число секций зависит от размеров защищенной площа-
ди. При площади теплиц 1 га их 37. Высота теплиц по
коньку 3 м, а по желобу 2,2 м. Шпросы боковых и верх-
них остекленных поверхностей стальные оцинкованные.
Они монтируются через 75,7 см на несущей конструкции
и крепятся к коньку. К шпросам крепится светопрони-
цаемое (тепличное) стекло. Для верхних плоскостей
толщина его 4 мм, а для боковых — 3 мм. Стекла при-
крепляются к шпросам специальной замазкой и метал-
лическими скобами.
Для качества стекла как материала для сооруже-
ния теплиц особое значение имеют его оптические и теп-
лоизолирующие свойства и прочность.
Согласно Дириманову и др. [1971], новые стекла
стекольных заводов «Д. Стефанов» в Разграде и «Крис-
талл» в Пернике, толщиной 4 мм, пропускают 90,2 —
90,5 % солнечной радиации, а стекла толщиной 3 мм —
90,6—90,8 %. Стекла завода «С. И. Пеев» в Белославе
Варненского округа имеют меньшую пропускную спо-
собность, а именно при толщине 3 мм — 88,6 %, а
4 мм —87,5 %.
Очень близок спектральный состав света, проходя-
щего через стекла всех трех заводов. Волн длиной от
300 до 2800 нм проходит около 85%, а длиной более
2800 нм —20 %.
По обеим сторонам конька размещаются вентиля-
ционные фрамуги, занимающие 20 % общей остекленной
поверхности теплицы. Желоба имеют наклон 3 °/о от
середины к -обоим краям. В каждом блоке имеются
двухстворчатые ворота шириной 2,5 м и высотой
2,4 м. Снаружи вокруг блока сооружают водоотводные
канавы.
Система обогрева обеспечивает температуру воздуха
в теплице на уровне 18°С при температуре вне тепли-
цы— 12°С. Вода поступает в подводящую трубу с мак-
симальной температурой 115°С, а в отводящую — 90°С.
В каждой секции блока монтируют по четыре обог-
ревающих элемента. Это трубы внутренним диаметром
63,5 мм и внешним 66 мм, закрепленные по 2—3 на не-
ю
сущих стойках. Эти трубы оборудованы вентилем и проб-
ками для спуска воды.
На боковых ограждающих поверхностях каждого
блока монтируют пять труб обогрева для дополнитель-
ной компенсации теплопотерь.
Дождевальная установка блока теплицы состоит из
полимерных труб, на которых размещены насадки с раз-
личной пропускной способностью. Вдоль каждой поло-
вины секции монтируются две трубы. Максимальная про-
изводительность установки 30 л/с, причем вода, подогре-
тая до нужной температуры, увлажняет всю поверхность.
Работа дождевальной установки регулируется прог-
раммным устройством, расположенным в котельной. Для
полива из шлангов пользуются кранами, имеющимися
вдоль бетонированной дорожки.
Система । вентиляции состоит из вентиляционных
фрамуг, расположенных в верхней части остекленных
поверхностей. Рамы фрамуг деревянные. На северном
скате каждой секции расположено 28 фрамуг, на южном
14. Две трети вентиляционных фрамуг открываются и
закрываются автоматически. Температура воздуха в теп-
лице изменяется очень постепенно при скорости открытия
фрамуг 0,003 м/с и максимальном раскрытии 70 см.
В зависимости от размеров блока монтируют стацио-
нарные один или несколько датчиков, включающих или
выключающих системы обогрева и вентилирования.
Треть вентиляционных фрамуг регулируется вручную,
посредством лебедки, главным образом при необходимо-
сти корректировки вентилирования, обеспечиваемого
фрамугами, управляемыми автоматически.
Иногда блоки площадью 3 га делят внутренними
остекленными перегородками па отсеки площадью 1,5,
1 и 0,5 га, что позволяет создавать особый микроклимат *
для отдельных культур, выращиваемых в один и тот
же период.
Площадь каждой секции 208,8 кв. м, исключая по-
лосу в средней части теплицы, где проложена бетониро-
ванная дорожка.
Долговременные исследован пи, проведенные кафед-
рой овощеводства ВСИ* «В. Коларов» в Пловдиве, и ре-
зультаты практического использования показывают, что
*ВСИ — Высший сельскохозяйственный институт.
этот тип теплицы хорошо соответствует требованиям уни-
версальной конструкции.
Ограниченную защищенную площадь в Болгарии
составляют теплицы с трубчатыми несущими элемента-
ми, в части которых для полива вместо пластмассовых
труб используются металлические. В этих теплицах
стекла крепятся без замазки к профилированным метал-
лическим шпросам или прижимаются пластмассовыми
лентами, проходящими над шпросами.
Теплиц с шириной пролета 6,4 м сравнительно мало в
Болгарии. Они бывают двух типов: конструкция одного
сходна с описанной выше, но с высотой по желобу 3 м,
а по коньку 4,5 м; второй имеет четыре ската на несу-
щих брусах, опирающихся на стойки, расположенные че-
рез 6,4 м. Обогрев водяной или воздушно-водяной. При
водяном обогреве часть труб в секции подвижна. Воз-
душно-водяной обогрев осуществляется от теплогенера-
торов (калориферов).
Практика показывает, что в теплицах с шириной про-
лета 6,4 м возможна механизация обработки почвы, вне-
сения удобрений и дезинфекции. Воздушный объем теп-
лиц большой, и в них обеспечивается хорошее освещение.
Культуры, требовательные к этим факторам, например
томаты, развиваются очень хорошо. В качестве недос-
татков теплиц этого типа отмечаются высокая стоимость
конструкции, большие теплопотери и значительный пе-.
репад температур в средней зоне теплицы.
В Болгарии производятся три типа стальных остек-
ленных теплиц —РО-8, РО-ЗА, РО-3, которые лишь не-
значительно отличаются от описанных выше.
Теплица РО-8 состоит из двух блоков по 3 га. Конст-
рукция ее рассчитана на нагрузку снегом до 70 кг/м2 и
ветровую нагрузку 55 кг/м2.
Конек изготовлен из металлического бруса Т-образ-
ного сечения. Высота теплицы по коньку 3 м, по желобу
2,2 м. Стекла крепятся специальной мастикой и метал-
лическими скобами.
Система обогрева рассчитана на At—30°C и скорость
ветра 5 м/с. Каждые 1,5 га площади теплицы имеют са-
мостоятельные контуры обогрева. Водогрейные котлы
укомплектованы предохранительной аппаратурой для ра-
бочего давления 2 кг/см2. Один из котлов пароводяной.
Над котлами установлены расширительные бачки. Дав-
ление в расширительных бачках, создаваемое компрес-
12
сорами, обеспечивает работу системы обогрева с темпе-
ратурой воды 115 °C.
В блок обогрева включаются циркуляционные насосы
для подогрева мазута и воды, коллекторы для горячей
и охлажденной воды, запорная и регулирующая арма-
тура и трубопроводы. Котельное помещение связано с
теплицей стальными трубами с теплоизоляцией.
Водонагревательная установка комплектуется двумя
насосами мощностью 15 л/с, создающими давление перед
насадками не ниже 2 кг/см2. Каждый насос обслуживает
3 га площади теплиц. Циркуляция горячей воды обес-
печивается специальным насосом. У установки для подо-
грева воды находятся три или четыре беконных колодца
для приготовления растворов удобрений. Через трубо-
проводы, включенные в систему полива, раствор удоб-
рений подается к культивационным площадям. Концент-
рация раствора удобрений в системе контролируется при*
бором, управляющим моторным вентилем. Для контроля
за температурой воды в установке предусмотрены термо-
регуляторы и трехходовые вентили.
Поливная система включает распределительный тру-
бопровод, смонтированный на роликовой подвеске под же-
лобом вблизи бетонированной дорожки, электромагнит-
ные вентили, пластмассовые трубы и насадки. На каж-
дые две секции предусмотрен один гидрант для ручного
полива. Основные процессы полива автоматизированы.
Фрамуги автоматической вентиляционной системы в
блоке площадью 1,5 га открываются двумя механизма-
ми, передающими вращательное движение на металличе-
ские трубчатые валы диаметром 102X4 мм. К этим валам
прикреплены стальные тросы, приводящие в движение
фрамуги.
Теплица РО-ЗА имеет почти такое же внешнее и внут-
реннее устройство, как и РО-8. Одно из существенных
отличий — это размещение котельной между блоками
теплицы.
В последние годы, после некоторого усовершенство-
вания, эти два типа болгарских остекленных теплиц име-
ют хорошие эксплуатационные показатели.
Теплица РО-3 имеет ширину пролета 6,4 м. Это поз-
воляет еще в большей степени использовать высокопро-
изводительную технику п промышленные линии. Поме-
щение котельной расположено перед двумя тепличными
блоками площадью по 3 га. Один из блоков разделен ос-
13
текленными перегородками на три части — 0,5, 1 и 1,5 га.
Второй блок имеет два отделения по 1,5 га. В каждом
отделении смонтированы восемь труб обогрева. Четыре
из них крепятся к стойкам, причем нижняя расположена
в 40 см над поверхностью почвы, а остальные четыре
передвижные. Сразу после высадки растений передвиж-
ные трубы устанавливают на расстоянии 1,5 м от несу-
щих стоек и на высоте 40 см над поверхностью почвы.
При проведении основной подготовки почвы в теплице
их крепят к кронштейнам стоек и освобождают всю
культивационную площадь для работы машин.
Рассмотренные типы теплиц болгарского производ-
ства имеют различные преимущества. Для определения
перспективности их сооружения необходимо провести
сравнительное испытание.
Согласно исследованиям, проведенным в Голландии,
в теплицах с большим пролетом условия для выращи-
вания культур более благоприятны. Эти теплицы более
дорогие, и поэтому их выгоднее использовать для выра-
щивания роз и гвоздик.
Несмотря на отмеченные хорошие производственные
результаты, у теплиц с более широким пролетом капи-
тальные затраты на их строительство окупаются мед-
леннее, чем на строительство теплиц с меньшей шириной
пролета.
ТЕПЛИЦЫ С ПЛЕНОЧНЫМ ПОКРЫТИЕМ
Большой прогресс в химическом синтезе сделал воз-
можным производство светопроницаемых пленок. Кроме
светопроницаемости, они обладают и другими ценными
качествами—небольшой массой, прочностью на разрыв
и устойчивостью к коррозии, возможностью изготовлять
полотна значительной ширины и неограниченной длины.
Это позволяет быстро сооружать большое число теплиц
с пленочным покрытием. Наиболее широко применяются
полиэтиленовая и полихлорвиниловая пленки, которы-
ми укрыты почти 100 % пленочных теплиц в Японии,
Италии, СССР и других странах. По сравнению с поли-
хлорвинилом и полиэфиром полиэтилен имеет большую
прозрачность, меньшую объемную массу, из него изго-
тавливают полотнища шириной до 15 м, и стоимость его
ниже.
Теплицы с пленочным покрытием бывают односек-
14
цпоипые и блочные. Их можно группировать и по дру-
гим признакам, но микроклимат, создаваемый в них,
практически одинаков.
Односекционные тоннельные полиэтиленовые тепли-
цы. В большинстве случаев рамы каркаса или дуги рас-
полагаются через 1,5—4 м, ширина тоннеля от 3 до 10 м.
Концы несущей конструкции — одиночных или двойных
металлических дуг, рам из металлических прутьев или
стоек — бетонируются или втыкаются в почву. Высота
тоннеля от 2,4 до 4 м. Рамы или дуги скреплены в ос-
новании с обеих сторон по длине теплицы и вверху с
металлическим прутом или трубами. Через 30—40 см
вдоль теплицы натянута и прикреплена к дугам оцин-
кованная проволока толщиной около 3 мм, В поперечном
направлении через такие же промежутки также натяги-
вается проволока, образуя сетку, на которую рассти-
лается полиэтиленовая пленка толщиной 0,15—0,20 мм.
Продольные края пленки прижимаются землей, а в тор-
цах делаются двустворчатые двери. Для вентиляции ис-
пользуются двери, а позднее, при высокой температуре
воздуха снаружи, пленку поднимают на продольной сто-
роне, откуда не дует ветер, а затем и с обеих сторон.
Площадь одной теплицы достигает 300 м2.
Обогрев теплиц солнечный, а полив преимуществен-
но поверхностный. В зависимости от выращиваемой
культуры в качестве шпалеры используют колья, оцин-
кованную проволоку и шпагат. Односекционные поли-
этиленовые теплицы, арочные или двускатные, обладают
несколькими ценными свойствами — устойчивостью к
ветру, быстро освобождаются от снега и дождевой воды.
Поэтому в южных районах страны в начале 1970-х го-
дов они широко распространились,
В последнее время интерес к этому типу теплицы в
общественном секторе ослабевает. Основные причины
этого — конструктивного характера. Тоннелеобразная
конструкция и небольшие размеры дверей в торцах теп-
лицы затрудняют пропуск машин для обработки почвы,
внесения удобрений и опрыскивания. Полосу почвы око-
ло боковых стенок нельзя обрабатывать механически
вследствие малой высоты конструкции в этой части. В
этих теплицах труднее использовать системы автомати-
ческого и ручного регулирования основных факторов
микроклимата, требуются большие затраты труда при
эксплуатации.
15
Тем не менее в последние 1—2 года большие удобст-
ва для работы, обеспечиваемые в теплицах с пленочным
покрытием, несущие конструкции которых —дуги из ме-
таллических труб, привели снова к расширению строи-
тельства односекционных теплиц. Недостаточная произ-
водственная проверка не позволяет установить преиму-
щества и сделать объективный вывод в отношении двух
типов теплиц («хасковском» и «елинпелинском»), кото-
рые внедряются в настоящее время.
В районах Пазарджика и Пловдива построено значи-
тельное число односекционных полиэтиленовых теплиц
ангарного типа. Длина их 30 м, ширина 10 м и высота
3 м. Несущая конструкция — двойные железные дуги,
расположенные через каждые 3 м, концы которых забе-
тонированы в почву.
Концы полиэтиленовой пленки у основания теплицы
с продольных сторон закреплены почвой, а сверху плен-
ка прижата проволокой. Благодаря этому обеспечивает-
ся хорошая устойчивость покрытия, которое вследствие
больших размеров подвергается значительной ветровой
нагрузке. В торцах имеются двустворчатые двери, до-
пускающие въезд машин для обработки почвы. Тепли-
цы при необходимости обогреваются калориферами или
горячей водой. Иногда применяется и биологический
обогрев почвы, для чего навоз укладывают в специаль-
но выкопанные траншеи. Сверху на них формируются
гряды шириной 1 м. После высева семян или пикировки
рассады в холодные дни гряды накрывают полиэтилено-
выми тоннелями для улучшения теплового режима. В теп-
лицах можно выращивать качественную рассаду и
овощные культуры. Трудности возникают при обильных
снегопадах, когда снег задерживается на покрытии и
легко повреждает эти широкие теплицы. Большой объем
ангарной полиэтиленовой теплицы требует большего рас-
хода топлива для дополнительного обогрева. С нее труд-
нее удалять старую пленку и покрывать такую конст-
рукцию новой пленкой.
Односекционные тоннельные пленочные теплицы с
двумя покрытиями, между которыми течет теплая вода,
используются в Венгрии. Согласно данным продолжи-
тельных исследований Шомоша, они целесообразны при
наличии теплой воды с низкими параметрами.
Согласно Фогелю (ГДР), односекционные теплицы с
покрытием из светопроницаемой пленки обладают зна-
16
чительными конструктивными, агротехническими и эко-
номическими преимуществами. Тоннельные конструкции
лучше укрываются полимерными пленками, чем двускат-
ные. Тенденция при конструировании односекционных
пленочных теплиц направлена на увеличение расстояния
между опорами. В настоящее время преобладают теп-
лицы с расстоянием между опорами 6 м, а если несущая
конструкция из стальных труб, эти расстояния могут
быть увеличены до 9 м.
Исследования показывают, что более толстая пленка
(0,015—0,20 мм) служит 10—14 мес., а более тонкая
(0,10—0,12 мм) —на 2—3 месяца меньше. Для высадки
салата и других холодостойких культур, как и для пики-
ровки рассады, в начале марта предусматривается ава-
рийный обогрев теплицы, рассчитанный на At 20 °C.
В некоторых странах (СССР, ГДР, ФРГ) изучаются
односекционные надувные теплицы с покрытием из по-
лиэтиленовой пленки. Эти теплицы сооружаются в огра-
ниченном числе вследствие большого расхода энергии
для поддержания давления, что удорожает продукцию.
Наблюдения, проведенные в теплицах с покрытием
из волнистых полиэфирных панелей, и опыты, проведен-
ные в НИИОК* «Марица» — Пловдив, показывают, что
микроклимат в них отличается хорошей устойчивостью.
Вся площадь равномерно освещается рассеянным све-
том. Большая прочность этой пластмассы позволяет из-
бежать ежегодных затрат на замену полиэтиленовой
пленки и уменьшает опасность повреждения сооруже-
ния ветром и снегом. Теплицы из прочных полиэфирных
панелей могут быть одпосекциоппыми и блочными. Од-
посекци'оппые, шириной до 18 м, с системой автоматиче-
ского регулирования микроклимата позволяют приме-
нять промышленную технологию выращивания культур.
Однако все еще очень высокие цепы па панели ограни-
чивают строительство таких теплиц.
Блочные пластмассовые теплицы. Стремление умень-
шить расход материалов па строительство теплиц, обес-
печить условия для механизации производственных про-
цессов и создать постоянный микроклимат привело к
созданию блочных пластмассовых теплиц. В странах с
прохладным климатом используются блочные теплицы
* НИИОК — Научно-исследовательский институт овощных куль-
тур.
2 Заказ 4851
17
с покрытием из полиэтиленовой пленки площадью 0,5,
1 и 2 га. Несущая конструкция — из железных или пласт-
массовых элементов, а в некоторых случаях — из дерева.
В большинстве типов построенных теплиц проветрива-
ние осуществляется через двери в торцах, а в некото-
рых—с помощью вентиляционных фрамуг, расположен-
ных на скатах кровли.
По данным Н. С. Гончарука, в СССР все шире ис-
пользуются блочные полиэтиленовые теплицы с аварий-
ным или дополнительным обогревом. В этом отношении
представляет интерес газовый агрегат, созданный в На-
учно-исследовательском институте овощного хозяйства
в Мытищах. С его помощью можно обогревать воздух и
почву и регулировать концентрацию углекислого газа в
теплице.
Большой интерес представляет блочная полиэтиле-
новая теплица, построенная в совхозе «Минская овощ-
ная фабрика». Характерным для ее конструкции явля-
ется арочная кровля. Элементы конструкции изготовле-
ны из железных труб и стоек из профилированной стали.
Вентиляция осуществляется открытием арочной кровли
и боковых стенок вручную или автоматически с помощью
лебедки. Обогрев воздушно-калориферный. Горючим
служит природный газ или жидкое топливо. Система
обогрева не позволяет накапливаться снегу на пленоч-
ном покрытии зимой, когда теплица используется для
производства листовых овощей. После наступления теп-
лой погоды в ней выращивают рассаду и плодовые
овощные культуры.
Для производства рассады и овощей в Румынии ши-
роко используются блочные полиэтиленовые теплицы с
бетонной несущей конструкцией. Площадь их 5039 м2, они
сравнительно дешевы, и элементы конструкций произво-
дятся местной промышленностью. Отдельные детали
просты, легко изготавливаются и монтируются. Затраты
труда на крепление полиэтиленовой пленки неболь-
шие— на 0,5 га теплиц требуется 10 человеко-дней. Обо-
грев осуществляется от самостоятельной теплоцентрали.
Разработан и вариант такой же теплицы, но без обогре-
ва; стоимость ее сооружения более чем вдвое ниже.
Наряду с описанными типами теплиц—односекци-
онными и блочными существует много других видов.
Намечаемое строительство и производственная проверка
выявят их преимущества и недостатки.
СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ МИКРОКЛИМАТА
Остекление или покрытие тепличных каркасов поли-
мерными пленками способствует созданию благоприят-
ного микроклимата для выращивания растений. Солнеч-
ная радиация, особенно в зимний период, недостаточно
компенсирует многообразное воздействие остальных
внешних метеорологических условий. С помощью основ-
ных систем регулирования микроклимата — обогрева,
вентиляционной и поливной устраняются нежелатель-
ные отклонения, вызываемые постоянно меняющимися
условиями внешней среды, и создаются благоприятные
условия для роста и развития растений в теплицах.
СИСТЕМА ОБОГРЕВА
Затраты на искусственный обогрев теплиц составля-
ют 35—40 % общих производственных затрат. Следова-
тельно, для снижения себестоимости овощей, произве-
денных в теплицах, большое значение имеет выбор сис-
темы обогрева, экономически наиболее подходящей для
конкретных условий.
В зависимости от теплоносителя искусственный обо-
грев в теплицах может быть водяным, паровым или воз-
душным.
Водяной обогрев. В зависимости от способа подачи
воды в трубы обогрева цикруляцня воды — самотечная
или принудительная. Температура воды регулируется в
зависимости от температуры внешней среды (табл. 1).
Теплоноситель — вода нагревается в котлах, работа-
ющих па твердом, жидком или порошковидном топливе.
В отдельных случаях для обогрева используется пар
турбин электростанций или других промышленных пред-
приятий. Ограниченное число теплиц обогревается водой
горячих источников или водой, удаляемой после охлаж-
дения в промышленности.
Система обогрева с принудительной циркуляцией во-
ды имеет много преимуществ. Вследствие большей ско-
рости движения воды диаметр труб значительно меиь-
2*
19
Таблица 1. Связь между температурой внешней среды
и температурой воды, используемой для обогрева
Температура внешней среды, СС
-20 -15 -10 "5 0 5 10
Температура воды: поступающей в теп- лицу, °C 110 103 96 89 82 74 65
удаляемой, °C 70 68 66 64 61 59 55
ше, чем при самотечном движении. Обогревающие тру-
бы можно монтировать ниже и выше уровня котла. Вся
система легко включается и выключается. Более мед-
ленное охлаждение воды в системе обогрева медленнее
изменяет температуру воздуха, предотвращается угроза
теплового шока для растений, которые лучше приспосаб-
ливаются к изменяющимся условиям обогрева. Затене-
ние в теплицах от труб сравнительно невелико.
Из недостатков следует отметить удорожание сис-
темы (необходимы насос, электродвигатель и резерв-
ный насос) и затраты на электроэнергию и уход за обо-
рудованием.
Паровой обогрев. В зависимости от температуры па-
ра для обогрева используют пар низкого давления (до
0,5 атм) и высокого (более 0,5 атм).
Пар подводится к обогревающим трубам или бата-
реям по трубопроводам. Охлаждаясь, он конденсиру-
ется и по трубе возвращается в котел для повторного
нагревания.
Преимущество такого обогрева в возможности дос-
тавлять пар на большие расстояния без дополнительных
устройств. Кроме того, тепловой потенциал 1 кг пара
большой — около 540 кал скрытого тепла, освобождае-
мого при конденсации и излучаемого обогревательны-
ми трубами. Это позволяет монтировать меньшее число
труб и тем самым меньше затенять растения. Основной
недостаток системы — более трудное регулирование тем-
пературы вследствие очень быстрых изменений, происхо-
дящих при пуске и прекращении подачи пара. Приспо-
собление растений к быстрым изменениям температуры
почти невозможно. Эти нежелательные особенности мик-
роклимата в теплице с паровым обогревом, как и, неко-
20
торые трудности технического характера, в последнее
время ограничили применение пара.
Воздушный обогрев. Теплоноситель — это воздух, на-
греваемый в калориферах. Различают три режима рабо-
ты воздушного обогрева:
а) циркуляционный — воздух засасывается из тепли-
цы, нагревается и снова возвращается в нее;
б) режим со свежим воздухом — охлажденный воз-
дух отводится наружу, а вместо него поступает воздух
снаружи;
в) смешанный — часть засасываемого из теплицы
воздуха отводится наружу, а другая — остается для ре-
циркуляции и после смешивания с вновь поступившим
воздухом в количестве, равном количеству удаляемого
воздуха, направляется в теплицу.
При низкой температуре режим циркуляционный, при
умеренной — смешанный, а при высокой — наружный
воздух не нагревают, а используют для снижения тем-
пературы и влажности воздуха в теплице.
Нагрев воздуха осуществляется различными спосо-
бами:
а) огненно-воздушным — воздух нагревается в тру-
бах;
б) паровоздушным — воздух нагревается паром;
в) водно-воздушным — воздух нагревается водой.
Воздушный обогрев может быть самостоятельным
или комбинированным — с трубами обогрева и калори-
ферами. При комбинированном обогреве потери тепла
компенсируются трубами, служащими для питания ка-
лориферных аппаратов. В Болгарии воздушный обогрев
в некоторых теплицах комбинированный.
Независимо от способа нагрева воздуха калорифер-
ные устройства не отличаются по конструкции и принци-
пу действия. Вентилятор засасывает воздух с нижней
стороны калорифера и под давлением выбрасывает его
через верхнюю; вследствие этого происходит движение
воздуха в теплице.
Для обеспечения равномерного распределения тепла
в теплице при этом способе обогрева все шире приме-
няются перфорированные воздуховоды из полиэтилено-
вой пленки с отверстиями в них, расположенными на
различных расстояниях.
Микроклимат, создаваемый воздушным обогревом,
имеет достаточно преимуществ по сравнению с водяным
21
или паровым обогревом. Система быстро включается и
выключается, вследствие чего отсутствует инерцион-
ность, присущая другим системам, и достигается эконо-
мия топлива.
Воздушный обогрев обеспечивает циркуляцию воз-
духа в теплице, что благоприятствует опылению цветков
выращиваемых культур. Он требует меньших капиталь-
ных затрат, чем водотрубный обогрев, и не затрудняет
обработку почвы машинами.
Серьезный недостаток воздушного обогрева — боль-
шие эксплуатационные затраты, так как вентиляторы
потребляют много электроэнергии. Другой недостаток в
том, что температура почвы в теплице примерно на 2 °C
ниже, чем при водяном обогреве. Кроме того, при отклю-
чении электроэнергии автоматически прекращается обо-
грев, в то время как при водяном обогреве трубы про-
должают излучать тепло еще некоторое время после его
выключения. Для устранения этих недостатков обеспе-
чивается питание теплицы электроэнергией из двух ис-
точников или предусматривают аварийный электроаг-
регат.
Тенденция в строительстве теплиц в последние два
десятилетия направлена на использование водяного обо-
грева с принудительной циркуляцией воды, что обеспе-
чивает выравнивание температуры воздуха в блоке. Сис-
темы водяного обогрева хорошо регулируются, при них
не выделяются вещества, вредные для растений или об-
служивающего персонала, а водяные котлы имеют вы-
сокий КПД (70—80 %) • Создаваемый микроклимат
очень благоприятен.
Имеющиеся теплицы в большинстве случаев обогре-
ваются * от самостоятельной котельной. Котлы, исполь-
зуемые в современных теплицах, могут работать на лю-
бом топливе: легком, среднем и тяжелом, а также и га-
зе. В Болгарии для обогрева теплиц используется мазут
с теплотворной способностью 9100—9500 кал.
ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА
Теплицы имеют вентиляционные системы различной
конструкции, в зависимости от предприятия-изготовите-
ля. Вентиляционные фрамуги находятся в верхней ос-
текленной части теплиц. В болгарских и голландских
теплицах фрамуги имеют деревянные рамы, очень ус-
22
тойчивые к атмосферным влияниям. Они размещены по
обе стороны конька, крепятся к коньку и открываются
со стороны желобов. Для районов с климатическими ус-
ловиями Тракийской равнины число вентиляционных
фрамуг в уже имеющихся теплицах оказывается не^
достаточным для нормальной вентиляции в летние
месяцы.
Механический привод фрамуг осуществляется через
центральный вал, укрепленный на конструкции. При вра-
щательном движении этот вал наматывает или разма-
тывает стальной трос, приводящий в действие соответ-
ствующую группу фрамуг. Включение и выключение
двигателя производится по импульсу от програмирую-
щего устройства, связанного с терморегулятором или
датчиком.
В теплицах смонтированы в основном два типа про-
граммирующих устройств, управляющих системой вен-
тилирования, действующей при регулируемом параметре
температуры. С помощью одного из них можно регули-
ровать степень открытия или закрытия фрамуг, а с по-
мощью другого — максимально открывать их при превы-
шении заданной температуры и закрывать полностью
при понижении температуры. Интервалы, в которые от-
крываются верхние фрамуги, — с регулируемой паузой
до 3 мин. При каждом интервале открытие производится
на Vs от полного. Программа-минимум обеспечивает от-
крытие фрамуг до 20 и 40 %, а программа-максимум —
до 60, 80 и 100 %. Степень открытия фрамуг согласова-
на, но может быть неодинаковой у всех фрамуг. Когда
включается программа-минимум, цепь максимального
открытия прерывается и не действует, а заработает, толь-
ко когда переключатель минимального открытия вернет-
ся в нулевое положение. Это условие очень важно, и его
следует иметь в виду при использовании программы для
регулирования степени открытия фрамуг.
Программирующий автомат дает возможность регу-
лировать одновременно минимум и максимум открытия
фрамуг. Так оно может регулироваться, например, в
пределах 20—60, 40—80 и 60—100 %.
В некоторых блоках теплиц смонтированы три пози-
ционных терморегулятора, действующих соответственно
заданным режимам при солнечной, облачной погоде и
ночном времени суток. Для того чтобы они всегда на-
ходились на уровне активного роста растений, их при-
23
крепляют на цепочке к стальным соединениям конструк-
ции теплиц.
Фрамуги, регулируемые вручную, расположены на
стороне теплицы, противоположной автоматически от-
крывающимся фрамугам, и приводятся в действие систе-
мой блоков и лебедкой, смонтированной на несущих
стойках. Когда фрамуги открыты одновременно на обоих
скатах, воздухообмен в теплице бывает более интенсив-
ным.
В новых болгарских теплицах установлены пульты,
с которых открытие фрамуг производится в зависимости
от температуры и относительной влажности воздуха им-
пульсом от специального гигростата.
ДОЖДЕВАЛЬНАЯ СИСТЕМА
Материал, из которого изготовлена дождевальная ус-
тановка, — твердый полихлорвинил. Диаметр труб, на
которых установлены распыливающие насадки, 28/32 мм.
С помощью удлинителей трубы монтируют на различной
высоте в зависимости от габитуса выращиваемых расте-
ний и времени года. Небольшие расстояния, на которых
подвешивают трубы (80—100 см), предотвращают про-
висание труб летом. Дождевальная система используется
также и для подкормки растений питательным раство-
ром.
В зависимости от длины труб, на которых располо-
жены насадки, и расстояния между ними, давление в
Рис. 1. Расход воды при использовании насадок
дефлекторного типа. На графике указан цвет
насадок.
24
системе неодинаково. Для предотвращения большой раз-
ницы в количестве подаваемой воды между первой и по-
следней насадкой на каждой трубе вследствие разницы
в давлении дефлекторы насадок производят с отверстия-
ми разного диаметра. Это позволяет создать дождь раз-
личной интенсивности. Насадки окрашивают в различные
цвета в соответствии с диаметром отверстий, разнящихся
на ОД мм, что позволяет легко и удобно комплектовать
установку в зависимости от размеров отделения тепли-
цы и мощности насосной станции (рис. 1).
Дождевальная система связана с автоматическим
программирующим устройством. Дождевальный автомат
включается с помощью специальных электромагнитных
вентилей, установленных в начале дождевальной трубы.
Один электромагнитный вентиль управляет работой
дождевальных труб с насадками, поливающих площадь
около 300 м2.
Электромагнитные вентили работают от тока низкого
напряжения (т. е. безопасны). Они открываются и за-
крываются с пульта управления системой дождевания
или вручную. Продолжительность цикла полива от 0 до
15 с и от 1 до 15 мин. Полив с определенной продолжи-
тельностью цикла может повторяться 4 раза. Програм-
ма полива устанавливается предварительно, а сам полив
может проводиться и в отсутствие обслуживающего пер-
сонала.
Автоматическая система дождевания может исполь-
зоваться совместно с автоматическим пультом для ди-
станционного управления и дозирования концентрации
питательных растворов.
ИЗМЕНЕНИЕ БИОКЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
В ТЕПЛИЦАХ
. . И1И1. .... _ ... .--- -—- - -. ... .. -.. - - -
Условия, создающиеся в культивационных сооружени-
ях, поскольку они зависят от воздействия макроклимати-
ческих факторов внешней среды и влияют на выращи-
ваемые растения, могут быть определены как биоклима-
тические элементы.
Различные качественные и количественные характе-
ристики материалов, использованных для ограждения
культивационных сооружений, обусловливают и разницу
в условиях, которые в них создаются для роста и раз-
вития растений. Большое разнообразие микроклиматов
рассматривается в зависимости от ограждающих мате-
риалов двух типов теплиц — остекленных и с покрытием
из полимерных светопроницаемых пленок или панелей.
ОСОБЕННОСТИ МИКРОКЛИМАТА В ОСТЕКЛЕННЫХ ТЕПЛИЦАХ
Микроклимат в остекленных и пленочных теплицах
значительно различается. Основное значение имеют ис-
пользованные материалы и герметичность. Остекленные
теплицы, как правило, хуже герметизированы, чем теп-
лицы с покрытием из полиэтиленовой пленки, и ин-
фильтрация воздуха в них более сильная, что влияет на
относительную влажность воздуха и температуру. Среди
особенностей необходимо выделить оптические свойства
стекла и его теплопроводность. Другая характерная осо-
бенность остекленных теплиц — обязательное наличие
системы регулирования и поддержания микроклимата.
Эти и некоторые другие отличительные признаки застав-
ляют остановиться на особенностях микроклимата в этом
типе культивационных сооружений.
Условия освещенности
Особое значение, которое придается условиям осве-
щенности, объясняется тем, что свет — это основной ис-
точник энергии, необходимой для физиологических про-
цессов в растениях, в первую очередь фотосинтеза, Сол-
26
нечная радиация — существенный элемент теплового ба-
ланса в теплице с искусственным обогревом и основной
источник тепла в необогреваемых теплицах. Прямое дей-
ствие света и его влияние на ход многих других биокли-
матических элементов в большой степени определяет
рост и развитие выращиваемых растений, а следова-
тельно, и рентабельность тепличного производства.
Условия освещенности — один из наиболее динамич-
ных факторов микроклимата в остекленных теплицах.
Этот космический фактор подвержен деформации ог-
раждающей поверхностью культивационного сооруже-
ния, его ориентировкой относительно источника света,
загрязненностью воздуха и др. Это обстоятельство под-
черкивает важную роль выбора места строительства и
типа теплицы. Оно важно и потому, что в культиваци-
онных сооружениях освещенность — это лимитирую-
щий фактор в развитии растений, особенно в зимний
период.
Несмотря на небольшие размеры Болгарии, солнеч-
ная радиация различна в отдельных макро- и микро-
районах. Этому способствуют наличие холмов, равнин-
ных участков и больших водных бассейнов. Немалое
отрицательное влияние оказывают и туманы, частые в
некоторых районах и удерживающиеся продолжительное
время. Условия освещенности в теплицах в период вы-
ращивания культур еще более разнообразны.
Таблица 2. Солнечная радиация и число часов солнечного
сияния за период 1966—1976 гг.
Месяцы
Долгота дня, ч
Часы солнеч-
ного сияния,
% ОТ ДОЛГО-1
ты дня
Среднемесяч-
ная сумма
часов солнеч-
ного сияния
Среднесуточ-
ная сумма
солнечной
радиации,
кка-л/м3
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
9,27
10,36
11,73
13,14
14,42
15,16
14,78
13,72
13,32
10,86
9,60
9,06
25,3
34,0
39,7
46,4
55,1
58,8
69,4
69,1
67,2
54,5
41,3
25,5
133,4
200,0
298,0
425,5
512,8
552,3
510,3
427,9
364,4
257,7
176,4
116,0
72,6
98,7
144,4
182,3
246,1
267,5
317,8
293,8
248,4
133,4
118,8
71,6
27
Среднегодовое количество солнечной радиации, пос-
тупающей на поверхность почвы в районе Кырджали, в
последние 10 лет колеблется по месяцам (табл. 2). Циф-
ровые значения этого показателя нельзя принимать как
абсолютно точные вследствие разницы в числе часов
солнечного света по районам и месяцам и постоянно из-
меняющегося состава солнечной радиации.
Особенно низок процент часов солнечной радиации в
осенне-зимний период. Сумма часов солнечной радиации
за 3 месяца (декабрь, январь и февраль) меньше, чем
в одном месяце мае. Следовательно, условия освещен-
ности в декабре—феврале мало благоприятны для роста
и развития овощных растений. Целесообразно отметить,
что в некоторые годы отклонения показателей режима
освещенности, особенно в зимний период, достигают
25 % от средних.
Солнечная радиация, поступающая в культивацион-
ные сооружения, претерпевает количественные и качест-
венные изменения. Больше солнечной радиации прони-
кает, когда солнечный луч падает непосредственно на
остекленный скат. Это — диффузный свет, поступающий
со всех направлений. В ясные солнечные дни доля рассе-
янного света составляет около 20 °/о вследствие отраже-
ния от соседних построек, деревьев, водяного пара и др.
В декабре она достигает 75 %. В туманные и облачные
дни растения развиваются в основном за счет рассеян-
ного света.
Важное качество солнечного луча — это то, что
можно изменять длину волны света. Механизм преобра-
зования представлен на рисунке 2. Прошедший сквозь
стекло солнечный луч падает на растения, внутренние
части теплицы и почву и преобразуется в тепло. Это
Стекло
Стекле
Темный
оВъект
Рис. 2. Преобразование светового луча в тепло.
28
тепло очень медленно удаляется наружу и приводит к
его накоплению и согреванию теплицы.
Такой же эффект наблюдается и при использовании
в качестве покрытия культивационных сооружений дру-
гих прозрачных материалов, например полимерных.
Около 10 % падающего света отражается от стекла.
В зависимости от размеров и окраски элементов конст-
рукции поглощаемая часть света колеблется в широких
пределах, но составляет не менее 10%. При загрязнен-
ности стекла освещенность уменьшается примерно на
30%. Наличие снега и конденсационной влаги на мате-
риале покрытия также снижает освещенность. Снег
сильно отражает солнечный свет, и в теплицах, завален-
ных снегом, практически темно. Общие потери достига-
ют примерно 50 %. Если в теплицу проникает 50 % сол-
нечной радиации, то около 20 % поглощается почвой, и
для растений остается всего 30 %.
' Суммарная солнечная радиация, проникающая в теп-
лицу, определяется интегральным коэффициентом про-
ницаемости покрытия. Согласно Рожанской, этот коэф-
фициент определяется по формуле
/<= -Зд. юо %,
Vot
>
где QT —суммарная радиация на единицу площади теплицы за
1 день, a Qot — суммарная радиация на единицу площади откры-
той поверхности в тот же день.
Многолетние исследования, проведенные в остеклен-
ной блочной теплице площадью 3 га, находящейся в
районе Пазарджика, позволяют установить некоторые
числовые значения изменения суммарной солнечной ра-
диации в теплице и на открытой поверхности. Основная
часть света проникает в теплицу через остекленную
кровлю, а незначительная (1—2 %)—через боковые
стенки. В односекционных теплицах через боковые ос-
текленные поверхности проникает до 30 % света. Ос-
вещенность теплицы в различные месяцы сильно, колеб-
лется. Очень мало света поступает в теплицы в облач-
ные дни зимой (рис. 3). Лишь в конце марта освещен-
ность теплицы достигает уровня освещенности откры-
той поверхности в солнечные дни зимних месяцев.
Особый интерес представляют данные об условиях
освещенности в различных районах (табл. 3).
29
Рис. 3. Месячный ход суммарной ра-
диации, поступающей за день в теп-
лицу:
/ — в солнечные дни; 2 —в облачные дни;
3 — вне теплицы в солнечные дни.
Если указанные данные
рассматривать в связи с по-
требностью растений в свете,
можно сделать некоторые вы-
воды, важные для выбора рай-
она строительства теплиц и
выращивания овощных куль-
тур.
Минимальная интенсив-
ность лучистой энергии, при
которой все еще возможен нор-
мальный фотосинтез овощных
растений, согласно данным со-
ветских авторов, равна 0,1—
0,15 кал/см2/ч, или в среднем
за световой день 1,0—8,0 кал/см2. Колясева, Пащенко,
Рожанская (1965) и Леман (1971) установили, что про-
дуктивность растений возрастает пропорционально, пока
дневная доза лучистой энергии не достигнет 200—
250 кал/см2.
Кривые месячного хода суммарной радиации (рис. 3)
показывают, что количество радиации, поступающей в
блочную остекленную теплицу в декабре и январе даже
в солнечный день, незначительно превышает минималь-
ное ее количество, необходимое для нормального разви-
тия и плодоношения растений огурца, но оно недоста-
точно для томата и особенно перца. И лишь для неко-
торых сортов кочанного салата, выведенных для произ-
водства в зимний период, она вполне достаточна. В об-
лачные дни в период с ноября до марта количество пос-
тупающей солнечной радиации — меньше необходимого
минимума. Еще хуже условия освещенности в посеве вы-
сокорослых культур. Исследованиями установлено, что
интенсивность радиации в посеве на 50—60 см ниже
верхушек растений в 4—5 раз меньше, чем над растени-
ями.
Возможности улучшения освещенности. Многочис-
ленные исследования ясно показывают необходимость
изучения причин, вызывающих уменьшение количества
30
Таблица 3. Условия освещенности в разных районах Болгарии
Районы ФАР*, ккал/см2/ч Число солнеч- ных дней Число облач- ных дней
XI I X-XI XI—I X--VI XI —I X VI
Петрич 7,57 47,11 16,1 02,6 36,0 77,2
Благоевград 7,00 46,38 11,2 46,0 40,0 77,5
Пазарджик 6,96 45,76 11,6 47,4 42,7 83,2
Хасково 6,84 45,82 11,1 43,9 44,1 86,3
Кюстендил 6,90 44,28 8,9 34,8 40,7 90,1
Пловдив 6,78 45,17 10,9 51,0 44,3 91, .6
Стара Загора 6,75 44,56 10,3 38,4 46,1 98,3
Сливен 6,55 43,14 7,8 28,4 46,2 102,1
Ямбол 6,51 43,43 8,5 33,1 46,5 102,1
Шумен 6,24 42,56 8,2 34,0 44,9 97,1
Бургас 6,11 42,67 5,5 29,0 50,9 109,8
София 6,10 42,79 4,8 26,2 51,3 109,1
Варна 6,09 42,20 7,6 72,4 46,4 103,1
Горна Оряховица 6,04 43,53 6,7 32,7 51,2 108,4
Плевен 5,99 42,78 7,1 33,8 47,2 98,0
Враца 5,75 41,23 8,3 35,6 52,1 116,0
Толбухин 5,70 42,43 5,4 28,5 49,7 99,8
Видии 5,69 42,72 7,2 41,1 55,5 107,9
♦ ФАР фотосинтетически активная радиация.
солнечной радиации, проникающей в культивационные
сооружения, с целью их устранения.
Сравнительно низкий коэффициент проникновения
солнечной радиации объясняется прежде всего загряз-
нением остекленной поверхности при эксплуатации теп-
лиц. В наших исследованиях было установлено, что за-
грязнение наиболее велико вблизи котельных. Считает-
ся, что топливо сжигается в котлах с минимальным об-
разованием сажи и дыма, но практически трудно найти
такой тепличный комбинат. Лишь в районе теплоцент-
ралей, где в качестве топлива используется природный
газ, остекленные поверхности в теплицах не загрязня-
ются.
Измерения, проведенные в ясные и облачные дни в
теплицах, размещенных вблизи котельных, работающих
па мазуте, подтверждают это (рис. 4).
Суммарная радиация в секциях теплиц, находящих-
ся вблизи котельной, на Уз меньше, чем вне теплиц, и
па ’Л меньше, чем в секциях теплиц, расположенных бо-
31
0,5 г S+D кал/см^/мин
часы
Рис. 4. Ход суммарной солнечной радиации:
а — в солнечный день; б — в облачный день; / — вне тепли-
цы; 2 — в теплице на расстоянии 80 м от котельной; 3 —в
теплице на расстоянии 20 м от котельной.
ле чем в 30—40 м от котельной. Коэффициент проница-
емости остекленных скатов вблизи котельной в солнеч-
ные дни ниже на 14 %, а в облачные — на 10 %, чем ска-
тов, находящихся далеко от котельной.
В зависимости от качества мойки стекол их проз-
рачность увеличивается с 56 % до 75—81 %. Особенно
важно, чтобы стекла очень хорошо мылись в октябре—
ноябре, т. е. в начале периода, когда солнечная радиа-
ция уменьшается. Дополнительными измерениями в не-
32
скольких тепличных ком-
бинатах было установле-
но, что в период интенсив-
ной топки котлов через
1,5 месяца после очистки
стекол их пропускная спо-
собность снова снижает-
ся. Все это говорит о том,
что котельные следует со-
оружать дальше от теп-
лиц и с подветренной сто-
роны от них. Необходимо
Ш<1смг/м1Ш
Часы
Рис. 5. Ход суммарной солнечной
радиации в солнечный день:
/ — вне теплицы; 2 — расчетный в теп*
лице; 3 фактический в теплнце.
также постоянно следить
за нормальной работой
котлов.
Еще один фактор,
уменьшающий поступле-
пие световой энергии в теплицу,— это непрозрачные эле-
менты ее конструкций. В то время как кривая солнечной
радиации, падающей на открытую поверхность, равно-
мерна, в тепличном блоке она имеет характерную фор-
му вследствие затенения элементами конструкции. Осо-
бенно отчетливо видно неблагоприятное влияние непро-
зрачных элементов при построении теоретической кри-
вой (рис. 5). Если принять, что покрытие состоит только
из стекла, кривая поступления солнечной радиации в
теплицу будет параллельна более высокой кривой ее
поступления на открытую поверхность. Степень отклоне-
ния вследствие затенения зависит от высоты солнца и
расстояния между шпросами. Площадь, ограниченная
кривыми поступления солнечной радиации на открытую
поверхность и гипотетической, характеризует потери лу-
чистой энергии, проходящей сквозь стекло. В наших ис-
следованиях эта потеря составляла 14—16 %.
Для определения коэффициента затенения (К3) Кур-
тенер и Чудновский (1969) предложили формулу
где F9k — площадь непрозрачных элементов конструкции, Fo — об-
щая площадь ограждающей поверхности.
Необходимость обеспечить больший приток солнеч-
ного света в осенне-зимний период заставляет предпочи-
тать теплицы с более тонкими профилями конструкций.
3 Заказ 4851
33
I
8 9 10 11 1Z 13 10 15 16 17 18
а.. часы
8+11кал/смг/мин
Рис. 6. Суммарная солнечная радиация:
а — в солнечный день; б — в облачный день; / — вне теп-
лицы; 2 — в теплице под южным скатом; 3 — в теплнце под
северным скатом.
Режим освещенности в теплице определяется и ее
ориентацией относительно стран света. Это связано с
изменением угла падения солнечных лучей на стекла ог-
раждающей поверхности. Поступление суммарной сол-
нечной радиации к растениям под отдельными скатами
кровли неодинаково (рис. 6).
При ориентировании теплицы по коньку в направле-
нии с востока на запад через южный скат проникает го-
раздо больше света, чем через северный, так как угол
падения лучей на южный скат близок к прямому. В по-
луденные часы через северный скат проникает примерно
на 50 % меньше света, чем через южный, тогда как в
утренние и вечерние часы количество проникающего све-
та почти выравнивается.
Очень незначительны различия в условиях освещен-
ности теплицы под обоими скатами в облачные дни, что
34
можно объяснить проникновением преимущественно
рассеянного солнечного света.
Более полное представление о режиме освещенности
под скатами, ориентированными на юг или север, дает
таблица 4 (Желев, 1973). Данные этой таблицы показы-
вают, что в блочной теплице в солнечные дни в период
с ноября до января от 40 до 100 % солнечной энергии
поступает через южные скаты. Относительно невелика
доля света, поступающего через северные скаты. Влия-
ние северных скатов на режим освещенности возрастает
с марта по июнь и уменьшается после сентября. С марта
по октябрь приток солнечной радиации значителен, и
затенение обращенных на север скатов не имеет боль-
шого значения.
Таблица 4. Поступление прямой солнечной радиации в теплицу
через южный и северный скаты в полдень
Дата Высота солнца в полдень,граду- сы Южный скат Северный скат
1 угол падения прямых лучей освещенная площадь теп- лицы, % проникло ра- диации, % угол падения прямых лучей освещенная площадь теп- лицы, % 1 проникло ра- диации, %
21.1 28 56 100,0 90** 0 0 0
20.11 37 65 85,3 90 9 14,7 56
22.III 48 76 74,0 90 20 26,0 78
21.IV 60 88 55,4 90 32 34,6 88
21.V 68 84 60,8 90 40 39,2 90
20. VI 71 81 69,3 90 43 40,7 90
20.VII 68 86 60,8 90 40 39,2 90
19.VIII 61 89 64,8 90 33 35,2 88
18.IX 50 78 72,3 90 22 27,7 82
18.Х 38 66 84,1 90 10 15,9 50
17.XI . 29 57 98,0 90 1 2,0 0
17.XII 24 52 90,3* 90 4* 9,7* 53
* Взаимное затенение,
** При чистом стекле.
При детальном рассмотрении условий освещенности,
требующихся для овощных культур, выращиваемых в
теплицах, необходимо иметь в виду и прямую солнечную
радиацию, поступающую сквозь открытые вентиляцион-
ные фрамуги. Она составляет от 0 до 15 % и имеет
практическое значение в период с марта по ноябрь, ког-
да фрамуги открыты продолжительное время. Площадь
3*
35
светового пятна под полностью открытой фрамугой дос-
тигает 1,5 м2. То, что размер его не остается постоянным
и оно перемещается по площади, не вызывает заметных
изменений в освещении растений.
Следует отметить, что затенение растений в теплице
производится и северными скатами. Тень перемещается
по ширине секций и затеняет растения как на южной,
так и северной их половине (рис. 7).
В теплицах, используемых для выращивания овощей
в летне-осенний период, вследствие сильной солнечной
радиации требуется затенение. Степень ограничения
притока солнечной радиации к растениям в теплице
при затенении показана на рисунке 8.
Анализ кривых позволяет отметить, что количество
поступающего света уменьшается на 18 %, если кровлю
опрыскивают раствором, содержащим 2 % извести и
10 % муки, при расходе 2500 кг раствора на 1 га по-
верхности. Двукратное опрыскивание усиливает затене-
ние, причем количество проникающего света уменьша-
ется примерно на 27 %.
Тепловые условия
В теплице поддерживается тепловое равновесие, хотя
оно и очень непостоянно. Свет легко проникает в теп-
лицу, а тепло не может удалиться в окружающее прост-
ранство. Поэтому температура в теплице повышается
быстрее, чем снаружи. Чем больше света проникает в
теплицу, тем больше его преобразуется в тепло. В ре-
Рис. 7, Проекция тени от северного ската теплицы
в полуденные часы.
36
& 3 101112131^151617181$
Чаш
Рнс. 8. Суммарная солнечная
рациация в теплице:
1 — до затенения; 2 — после затене-
ния.
количеством, излучаемым в
зультате воздух, растения
и почва в теплице нагре-
ваются и излучают тепло.
Разница в температуре
воздуха вне и внутри теп-
лицы становится все боль-
ше и одновременно из-
лучение тепла в атмо-
сферу через стекло усили-
вается. Благодаря этому
температура в культива-
ционном сооружении по-
вышается небеспредель-
но. При определенной
температуре создается
равновесие между прито-
ком тепла с поступающей
солнечной радиацией и ег
атмосферу.
Задача тепличного овощеводства заключается в под-
держании положительного приходо-расходного баланса
в растениях, т. е. они должны производить и накапли-
вать в своих органах больше сухого вещества для обес-
печения высокого урожая. Это бесспорно верно для
всех направлений производства, особенно в зимне-весен-
ний период, когда невозможно выращивание овощей в
открытом грунте.
Из физиологии растений известно, что высокий уро-
жай овощных культур получают при оптимальной или
несколько меньшей температуре. В последнем случае
плодоношение более продолжительно. Культуры, выра-
щиваемые при температуре выше оптимальной (до оп-
ределенного уровня), начинают плодоносить раньше, но
это связано с уменьшением общего урожая. В зависи-
мости от сроков, когда желательно получение урожая,
тепловой режим всегда поддерживают в соответствии с
режимом освещенности.
ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА
Температура воздуха в теплице подвержена значи-
тельным колебаниям под влиянием множества факторов.
Важнейшим среди них можно назвать солнечную радиа-
37
Таблица 5. Средние максимальная, минимальная и суточная
температуры воздуха, °C
Месяц 1972 г* 1973 г. 1974 г.
макс. мин. макс. мин. макс. мин.
I 2,9 -1,7 2,6 —2,5 4,3 —1 ,6
II 6,0 —0,9 9,9 1,2 8,9 0,5
III 14,0 1,0 9,8 0,7 11,0 2,0
IV 20,4 8,5 17,3 6,3 16,0 4,0
V 28,7 11,1 24,4 12,4 22,7 10,2
VI 28,7 16,0 26,5 14,5 27,0 14 9 Ь
VII 30,2 17,8 29,4 17,5 29,3 15,9
VIII 29,0 16,9 27,7 15,7 29,6 16,9
IX 21,9 12,0 24,8 13,8 26,2 12,2
X 15,4 6,2 19,7 7,1 21,3 8,5
XI 12,1 2,1 10,8 —0,2 10,6 2,7
XII 5,7 —2,7 4,6 —2,4 14,5 —5,5
Продолжение
Месяц
Средне-
Среднесуточная температура суточная
темпера-
— ----------------------- тура за
I
II
ш
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
макс. мин. макс. МИН.
—3,5 2,7 1,7 0,5
2,4 3,7 3,4 2,2
4,5 7,1 5,8 7,2
10,9 13,6 11,5 14,2
19,8 13,3 18,1 17,1
20,0 20,8 20,9 21,9
21,3 23,4 21,2 23,1
22,3 22,6 22,5 22,1
18,9 18,4 16,7 16,5
11,5 11,1 11,2 10,3
8,3 7,7 6,3 6,5
3,7 2,8 4,3 1,0
макс. мин. период 1950- 1974 гг.
0,0 1,0 0,7
5,1 4,1 2,7
5,0 6,7 6,1
11,3 9,8 12,1
17,9 16,2 17,1
20,2 20,3 20,9
22,9 22,4 23,1
21,2 22,3 22,8
18,7 18,7 18,4
12,5 14,1 12,4
4,7 5,9 7,4
0,8 3,6 2,7
цию. Отрицательное влияние оказывают также степень
облачности, туманы, загрязнение стекол.
Бесспорно, на изменения теплового режима воздуха
в теплице влияет и тепловой режим вне ее (табл. 5).
Хотя данные метеорологических станций колеблют-
ся, они отражают общую тенденцию теплового режима в
отдельных районах.
38
Температура воздуха в теплице отклоняется от оп-
тимальной для растений под влиянием длинноволновой
солнечной радиации, интенсивности вентилирования,
силы ветра и степени обогрева.
Изменение температуры под влиянием обогрева теп**
лицы. Трубы системы обогрева нагревают воздух, кото-
рый переносит тепло к растениям в результате возникаю-
щей циркуляции. Вследствие большой теплоемкости во-
ды небольшое количество ее может переносить много
тепла.
Большое значение имеет высота расположения труб
иад почвой и их близость к растениям, особенно к расте-
ниям с высокими стеблями, таким, как томаты, огурцы
и перец, которые зимой нуждаются в более высокой тем-
пературе, чем салаты и другие листовые овощные куль-
туры. Это требует равномерного размещения труб обог-
рева в теплице. Если трубы в широкопролетных тепли-
цах проложены лишь вдоль опорных стоек, создается
большая разница в температуре воздуха в отдельных
секциях теплицы, что обусловливает и неравномерный
рост растений. При выращивании высокорослых культур
трубы нужно размещать вблизи поверхности почвы для
обогрева растений восходящим потоком воздуха. При
выращивании низкорослых растений — салатов, зеленого
лука и чеснока на зелень — трубы не должны размещать-
ся вблизи растений.
Равномерный обогрев теплицы калориферами дости-
гается путем продувания большого количества воздуха.
Поэтому этот способ обогрева особенно подходит для са-
латов.
Серьезный недостаток этой системы в том, что теп-
лый воздух продувается вдоль холодных скатов тепли-
цы и достигает растений уже охлажденным. Этим объяс-
няется, почему температура почвы в обогреваемых этим
способом теплицах ниже температуры воздуха и почему
калориферный обогрев сильнее иссушает растения, чем
водяной. Другой недостаток в том, что высокорослые
растения оказывают сильное сопротивление теплому
воздуху и мешают его равномерному распределению.
Этот недостаток в значительной степени можно преодо-
леть, используя перфорированные полиэтиленовые рука-
ва для подвода теплого воздуха к различным секциям.
В этом случае устанавливают более мощные вентилято-
ры и калориферы.
Э9
Тип теплицы в значительной мере предопределяет ее
температурный режим и тем самым влияет на тепловой
баланс растений. Важнейшее значение в этом случае
имеет степень герметичности ограждающих поверхнос-
тей. В ангарных теплицах потери тепла выше вследст-
вие большей излучающей поверхности.
Для поддержания более равномерной температуры
требуется более мощная система обогрева.
Высота теплицы не оказывает существенного влияния
на температуру воздуха в ней, но при большей высоте
больше и разность температур. В этом случае требуется
большая теплопроводность системы обогрева, чем в не-
высоких теплйцах.
В зимний период теплообмен определяется прежде
всего размером остекленной поверхности теплицы,
потому что вентиляция сильно ограничена. Высокие теп-
лицы имеют большую остекленную поверхность на еди-
ницу полезной площади, чем низкие.
В больших блочных теплицах — основном типе теп-
лиц в современном тепличном производстве, теплопоте-
ри больше при большем наклоне скатов. Установлено,
11Л 1971г. ПЛ1911г.
Рис. 9. Температура воздуха в теплице (/); тем-
пература воды, поступающей в систему обогрева
(2;; температура воздуха вне теплицы (3).
40
что увеличение угла наклона всего на 1° увеличивает
площадь остекленных поверхностей также на 1 %.
Температура воздуха в теплице с ночи до утра сни-
жается под влиянием температуры наружного воздуха.
Это изменение температуры компенсируется системой
обогрева (рис. 9). Если отопление работает в течение
часа, температура воздуха повышается на 4—5°С. С пе-
реходом к дневному режиму (примерно с 8 ч) или при
относительно слабом обогреве колебания температуры
воздуха определяются накопленным солнечным теплом,
температурой воздуха вне теплицы и степенью вентили-
рования.
Тепловой режим можно регулировать путем автома-
тического поддержания температуры, оптимальной для
роста и плодоношения выращиваемых культур.
Сравнение кривых хода температуры в дневное и
ночное время выявляет несовершенство автоматики
вентилирования, которой оборудуются теплицы. Разли-
чия по периодам объясняются солнечной радиацией. В
некоторые ночи и дни в ноябре температура на 3—4°С
выше заданной по программе. Отклонение в сторону
повышенной температуры объясняется более высокой
температурой наружного воздуха.
В январе кривая хода температуры воздуха в тепли-
це соответствует программе, заданной для дня и ночи
(заштрихованные полосы), что тесно связано со слабой
солнечной радиацией и низкими положительными темпе-
ратурами воздуха днем вне теплицы (рис. 10). Задан-
ные программы лучше выполняются в марте и в дни с
более слабой солнечной радиацией— 12—14 марта. Осо-
бенно показательны данные для апреля, когда солнеч-
ная радиация и температура наружного воздуха повы-
шаются.
Как дневная, так и ночная температура несколько
выше заданной по программе: днем примерно на 6°С, а
ночью — на 2—4°С.
Анализ данных позволяет установить, что контроли-
руемая терморегуляторами температура отклоняется от
заданной по программе. Отклонения достигают 65 % в
более теплые месяцы и бывают намного меньшими в хо-
лодные.
Изменение температуры в разных секторах теплицы.
Температура воздуха в отделениях, расположенных в се-
верном и южном секторах, колеблется сильнее, чем в
41
°С
2^ г
20-
18 -
iiinrtjt
KiiiMiinimi
iiiiiiiiiiiii
кал/см2/г
шшшшшт
1,0
-0.8
-0,0
-0.5
О
I I ' I !< .! 1 Г .L—L-/ I
6 8121620200 8 1216 20200 8 1216 2020 часы
26.И 27. Л 28. XI
28-
29-
го{
io
12
8
huji/cm2Jz
с
1
Г
hiiiiiii
~\W
-0.75
0,35
0,15
. 8 121620299 8 1216 2020 0 812162020 часы
25.1 26.1 27.1
28-
29-
20-
нал/смг/г
12 -
llllllll
I
I
1_____L
1
-11.10
- 0.Э0
-0,75
-0,55
-0,35
- 0,15
л0
8 12162020 0 812162020 0 812162020 чисы
25.Ш
нал/смг/г
я.ш
On
28
20
Mi'ii'U'iT
1,10
0,30
0,75
0,55
0,35
0,15
0 8 12162020 0 81216 2020 0 812161020 часы
8.Щ 9.II 10.W
Рис. 10. Температурные условия в отдельные дни
разных месяцев:
вверху — заданные по программе в дневное и ночное вре-
мя в теплице; внизу —• вне теплицы; средняя линия —
солнечная радиация,
центральных. Среднесуточные температуры в крайних
отделениях — северных (с 1-го по 7-е) на 2—3°С ниже,
чем в южных (с 1-го по 7-е). Разница имеет постоянный
характер в солнечные дни. В большинстве случаев тем-
пература в торцевых краях отделений, расположенных в
середине блока, на 1—3°С ниже, чем в центральной час-
ти этих же отделений. В полосах с обеих сторон бетони-
рованной дорожки (1,5 м) температура на 0,5—ГС ни-
же, чем в середине отделений.
Температурная разница в крайних отделениях по
сравнению со средними выражена слабо и меньше наруж-
ной, которая достигает 0,5—6°С. Эти различия увеличи-
ваются при понижении температуры.
Исследования в Институте овощеводства в Гросс-
беерене (ГДР) показали, что разница температур умень-
шается на 2—5°С в наиболее холодные дни, если с
внутренней или внешней стороны остекленных боковых
поверхностей натягивается полиэтиленовая пленка.
Благодаря этому экономится до 5 % топлива.
Устойчива разница в температуре воздуха, создаю-
щаяся в четырех рядах растений (томата и перца) в от-
делении. В двух рядах вблизи труб обогрева (первом и
четвертом) температура воздуха ночью на 0,7—1,3°С
выше, чем в средних рядах — втором и третьем.
В холодное время температура в теплицах, как пра-
вило, ниже (рис. И), вследствие общего похолодания и
ослабления солнечной радиации. Средняя дневная тем-
пература с ноября до середины марта на 2—3°С ниже,
чем в остальные месяцы. Что касается максимальной
температуры, то она склонна возрастать начиная с ян-
варя, причем на 2—3°С отличается от средней ночной
тепературы воздуха.
На фоне колебаний средних дневных и ночных темпе-
ратур представляют интерес тенденции в изменении
средней температуры в некоторые дневные часы, когда
фотосинтез наиболее активен (рис. 12). Температура с
10 до 13 ч в октябре — июне, основном периоде производ-
ства, выше, чем в 8 ч, причем разница обычно возраста-
ет после января, что, несомненно, объясняется общим
потеплением.
В период после мая и до октября наружная тем-
пература в общем высокая, и накопление тепла в теп-
лице сильно возрастает, что требует усиленной венти-
ляции. , . . : . ' . ..
43
Рис. 11. Изменение средней дневной, ночной, минимальной и
максимальной температуры воздуха в блочной теплице в пе-
риод вегетации:
/‘—дневная; 2— ночная; 3 — минимальная; 4 — максимальная.
месяцы
Рис. 12. Средняя температура воздуха в центральной секции
блочной теплицы в некоторые часы дня:
1 — в 8 ч; 2 —в 10 ч; 3 — в 13 ч.
Денады и месяцы
Рис. 13. Среднесуточная температура воздуха в секторах теп-
лицы па разной высоте:
А — центральный сектор; Б — северный сектор; В — южный сектор;
/ — на высоте 2 см; 2—на высоте 30 см; 3 — на высоте 80 см; 4—па
высоте 150 см.
В практике необходимо проследить за изменением
теплового режима в теплице в отдельные часы дня. В
зимние месяцы температура начинает повышаться к 8 ч
утра, а снижается после 15—16 ч. Бесспорно, фотосин-
тез не улучшается при резком изменении температуры
в утренние часы или резком ее снижении после полуд-
ня. Наблюдения показывают, что овощные растения,
особенно такие теплолюбивые, как огурцы, перец и то-
маты, приспосабливаются лучше, если в течение часа
температура воздуха возрастает в утренние часы или
снижается после полудня на 2—3°С.
Изменение температуры воздуха по высоте. Этот воп-
. рос имеет не только теоретическое, но и практическое
значение, так как объясняет некоторые особенности рос-
та и плодоношения тепличных культур (рис. 13).
В северном секторе температура колеблется по высо-
те относительно мало (последние 3—4 секции), тогда
как в средней части разница температур по высоте ста-
новится заметной уже выше 30 см. До 5—6-го отделения
в южном секторе разница температур по высоте выраже-
на отчетливее. Многолетние наблюдения позволили ус-
тановить некоторые отклонения в кривых температуры
по годам в дни с очень низкой или очень высокой тем-
пературой. Эти отклонения зависят и от густоты стояния
растений, их высоты и облиственности.
Закономерно более высокие температуры воздуха в
верхних частях полога растений объясняются тем, что
теплый воздух распределяется в верхней части теплицы,
если вентиляция ограничена и объем воздуха сравни-
тельно невелик.
Разница в среднесуточной температуре воздуха на
высоте 2 и 150 см составляет около 2°С в центральном
секторе и до 3,5°С в южном и северном. Это обусловли-
вает постоянную тепловую инверсию в теплице. Инвер-
сионный слой охватывает физиологически активную часть
растений — листья, соцветия, цветки и плоды.
Разница в дополнительной сумме эффективных тем-
ператур между низкими и высокими секторами теплицы
в феврале, марте и апреле составляет от 180 до 414°С.
Среднесуточный температурный градиент положите-
лен ночью, а минимальная температура воздуха в верх-
ней части посева выше, чем в нижней. Это объясняется
большим количеством дополнительной тепловой энергии,
накапливающейся в этом секторе в солнечные часы, и
45
Рис. 14. Среднесуточная температура
воздуха в различных секторах теплицы
на высоте от 0 до 140 см в среднем за
февраль — апрель:
1 — центральный сектор; 2 — северный сектор;
3 — южный сектор.
меньшими потерями от теплоиз-
лучения. Минимальная темпера-
тура в утренние часы в период
вегетации равна 13,0—15,9° С в
слое на уровне верхних частей
растений и 12,4—13,3°С — в при-
почвенном слое (рис 14).
Положительные изменения
теплового режима наступают
во время полива и после него, так как поливная вода,
нагретая примерно до 25 °C, повышает температу-
ру не только почвы, но и воздуха. Разница в температу-
ре воздуха в теплицах по высоте усиливается при про-
ветривании через верхние фрамуги. Небольшое число
фрамуг на боковых остекленных поверхностях и высо-
кий рост .большинства тепличных культур ограничи-
вают влияние бокового проветривания на воздухооб-
мен.
Снижение температуры воздуха в верхних частях рас-
тений и под стеклянными скатами зависит от степени
открытия фрамуг и от температуры наружного воздуха.
При большой разнице температур воздуха в теплице и
вне ее возможно лишь слабое проветривание. Значи-
тельная разница в массе единицы объема холодного и
теплого воздуха быстро уменьшает разницу темпера-
тур.
Позднее, при повышении температуры воздуха вне
теплицы, это достигается более широким открытием
фрамуг. В ветреную погоду вследствие более низкой
температуры воздуха теплица охлаждается быстрее. Ох-
лаждение усиливается и вследствие негерметичности ог-
раждения.
Уменьшению разницы в температуре воздуха по вы-
соте теплицы способствует и удаление листьев в нижней
части растений.
Разница в температуре воздуха по высоте в средних
секциях теплицы ночью меньше, чем днем (табл. 6).
Эти данные получены в декабре, когда солнечная радиа-
46
Таблица 6. Распределение температуры воздуха (°C) по высоте
в одной секции (1971 г.)
Дата и период суток Высота установки датчиков, см
10 50 100 150 200
10—11.XII — ночь 9,9 9,9 10,1 10,3 10,4
11.XII — день 16,9 17,7 18,0 18,2 18,4
11—12.XII —ночь 10,7 11,1 11,3 11,5 11,8
12.XII — день 20,2 21,0 21,3 21,9 21,8
12— 13.XII — ночь 10,1 10,3 10,6 10,9 10,9
13.XII — Д£НЬ 17,8 18,5 18,7 19,5 19,2
13—14.XII — ночь 9,8 9,9 10,1 10,4 10,4
14.XII — день 16,6 18,1 18,4 18,9 18,7
14—15.XII — ночь 9,7 10,0 10,3 10,5 10,5
15.XII — день 15,3 16,8 17,3 17,5 17,4
15— 16.XII — ночь 9,9 10,1 10,4 10,7 10,6
16.XII — день 16,9 17,9 18,9 18,9 18,7
ция слабая. В другие месяцы создается еще большая
разница.
На тепловой режим в посеве влияет и способ подвяз-
ки растений к шпалере. При вертикальной шпалере и
подвязке каждого растения температура выше вследст-
вие лучшего проникновения света, чем при арочном
способе подвязки томатов или шпалерной подвязке
огурцов.
Контрольно-измерительные приборы. Простейший спо-
соб контролирования температуры воздуха — измерение
ее термометрами и ручное управление системой фрамуг.
Однако этот способ почти не применяется в современных
блочных остекленных теплицах. В них используется ап-
паратура, автоматически регулирующая (а иногда и са-
морегулирующаяся) температуру в определенных пре-
делах. Отклонения в регистрирующих терморегуляторах
проверяют точными термометрами. Наиболее часто ошиб-
ки происходят, когда не контролируется регистрирующая
аппаратура или неправильно размещены датчики. Иног-
да их размещают слишком высоко, а чаще ниже, чем
необходимо. В результате не получают точной информа-
ции о температуре, так как условия, вызывающие ее из-
менение, нехарактерны. Для дальнейшего применения
автоматизации и программирования режима микрокли-
мата необходима стандартизация измерительной и регу-
лирующей аппаратуры.
47
Гораздо точнее температура воздуха измеряется,
если приборы устанавливают ниже 5—6-го листа, считая
сверху, в горизонтальной трубе, через которую проходит
воздух, омывающий термометр или регистрирующую ап-
паратуру. Перемещая это устройство на определенную
высоту в посеве или над ним и сравнивая полученные
данные, накапливают ценную информацию о темпера-
турном факторе микроклимата. Иногда для этой же це-
ли используются вертикально подвешенные сравнительно
более длинные трубы с помещенными в них измеритель-
ными приборами. Несмотря на то что в трубах нет вен-
тилятора, восходящий воздушный поток достаточно бы-
стро обмывает измерительные приборы, установленные
в них.
ТЕМПЕРАТУРА ПОЧВЫ
Для роста корневой системы и ее функционирования
важное значение имеет температура почвы. Рейнхольд
(1963) считает, что овощные культуры лучше всего раз-
виваются, если температура почвы в культивационном
сооружении отличается от температуры воздуха на ±3°С.
Ван Коот и Ван Равенштейн (1971) доказали, что при
повышении температуры почвы с 12 до 14°С поглощение
Р2О5 увеличивается на 50 %, а при повышении ее до
16°С поглощение возрастает еще на 50 %.
Эти факты побудили ученых считать необходимым
искусственный обогрев почвы. В Болгарии в стальных
остекленных теплицах такого обогрева почвы не предус-
мотрено в основном потому, что это увеличивает стои-
мость строительства теплиц.
Исследования показывают целесообразность приме-
нения обогрева почвы, особенно в огуречных теплицах,
где огурцы выращивают не на кипах соломы.
Температура почвы гораздо более выравнена, чем
температура воздуха. Разница между дневной и ночной
температурой почвы в разных местах теплицы незначи-
тельна. Лишь в самом верхнем слое почвы температура
изменяется вместе с температурой воздуха. То же отно-
сится и к субстрату, когда культуры выращивают в
горшках или контейнерах, не вкопанных в субстрат. На
основании имеющихся данных можно считать, что темпе-
ратура корней равна температуре почвы, в которой они
развиваются.
48
Установлено, что томаты хорошо растут в теплице,
когда температура почвы на 4—5°С отличается от тем-
пературы воздуха. Вероятно, причина замедления роста
некоторых культур, выращиваемых в теплицах, в отсут-
ствии синхронности в колебаниях температуры почвы и
воздуха. Это же иногда бывает причиной увядания рас-
тений при резком переходе от очень низкой температуры
и слабой солнечной радиации к сильной солнечной ра-
диации и высокой температуре воздуха. Листья увяда-
ют, так как не обеспечиваются достаточным количеством
воды вследствие низкой температуры почвы, при которой
деятельность корневой системы ослаблена. Это наблю-
дается, даже если корни развиваются в достаточно
влажной почве.
Наблюдения показывают, что температура почвы мо-
жет быть более высокой, когда солнечная погода сменя-
ется облачной. Повышенная температура почвы может
сохраняться даже несколько дней подряд. Это явление
преобладает осенью, когда растения еще не закрыли по-
верхность почвы. Вследствие высокой температуры поч-
вы дыхание корней усиливается и, вероятно, продуктов
фотосинтеза образуется меньше, чем их расходуется на
дыхание. Растение в этих условиях может страдать от
недостатка питательных веществ, необходимых для
нормальной жизнедеятельности. Это проявляется в усы-
хании краев листьев и задержке роста. По данным мно-
гих авторов, особенно четко это наблюдается у расте-
ний салата.
Почва в культивационных сооружениях обогревается
солнцем, биотопливом, системой труб обогрева или
электрическими кабелями. Когда температуру почвы
необходимо поддерживать в желательных пределах, не-
зависимо от температуры воздуха, в теплице монтиру-
ется дополнительная система. Температура воздуха зи-
мой во многих теплицах недостаточна, чтобы обеспечить
температуру почвы, необходимую для выращивания то-
матов. В этот период температуру почвы днем иногда
необходимо поднять на 2—4°С выше температуры воз-
духа для усиления деятельности корневой системы. Та-
кая задача лучше всего решается путем подпочвенного
обогрева. Не следует, однако, допускать, чтобы темпера-
тура почвы была более чем на 3—4°С выше температуры
воздуха, так как иначе рост корневой системы может об-
гонять рост надземной части. Если освещение достаточ-
4 Заказ 4851
49
но для нормального роста, высокая температура почвы
способствует образованию здоровых растений средней
высоты благодаря более активной деятельности корне-
вой системы. Система почвенного обогрева должна
функционировать независимо от системы обогрева воз-
духа теплицы.
При контейнерном выращивании культур вследствие
большего контакта сосудов с воздухом температура
субстрата равна температуре воздуха и корневая сис-
тема растет намного лучше, чем у растений, выращивае-
мых в почве. Однако чрезмерно пышного развития рас-
тений при выращивании в горшках и контейнерах не
происходит, так как корневая система развивается в
малом объеме почвы.
Температура поверхностного слоя почвы толщиной
5 см в средней части теплицы колеблется по месяцам в
пределах 14—19 °C. Незначительные отклонения в сторо-
ну более высокой температуры наблюдаются в осенние
месяцы, что объясняется все еще недостаточным развити-
ем растений к этому времени. Солнечные лучи падают на
почву и нагревают ее. После того, как растения хорошо
разовьются весной, температура почвы мало изменяется,
несмотря на сильную солнечную радиацию. Бесспорно,
при выращивании растений на вертикальной шпалере
возможность проникновения солнечных лучей и нагре-
вания почвы улучшается.
Вследствие общего потепления в весенние и летние
месяцы наблюдается слабо выраженная тенденция к
повышению температуры почвы после второй половины
марта.
Температура почвы на глубине 10 см на 1—2°С ниже,
чем на глубине 5 см. Температура почвы в еще более
глубоких слоях, например на глубине 20 см, также ни-
же, чем на глубине 5 см. Многократные измерения пока-
зывают, что температура почвы на глубине 5 см с декаб-
ря до конца марта во многих теплицах, занятых томата-
ми, на 2—3°С ниже, так как при круглогодичном произ-
водстве в теплице поддерживается более низкая темпе-
ратура воздуха и воздухообмен между почвенным и
припочвенным воздухом затруднен.
Влияние субстрата. Почвы в теплицах подвержены
сильному влиянию биологических факторов. Без допол-
нительного обогрева температура почвы определяется
количеством тепла, выделяемого в результате микробио-
50
логических процессов, протекающих в ней, и температу-
рой воздуха.
Многочисленные опыты выявили особенно положи-
тельную роль субстрата, богатого органическим вещест-
вом. Микробиологическая деятельность наиболее актив-
на в рыхлых субстратах с большим содержанием орга-
нического вещества и влажностью около 65 %. Приме-
ром такого субстрата могут служить соломенные кипы,
на которых выращивают огурцы, а иногда .и томаты.
Выделение тепла начинается вскоре после укладки кип,
разбрасывания над ними минеральных удобрений и ув-
лажнения. После такой подготовки температура через
5—6 дней достигает 28—30°С, после чего постепенно сни-
жается в течение 30—40 дней.
В наших опытах с траншеями установлено, что при
заполнении их рыхлой соломой температура в период
вегетации бывает на 2—4°С выше, чем при обычном вы-
ращивании на почве.
Исследования показывают, что эти различия обус-
ловлены деятельностью микроорганизмов, обитающих в
субстрате. О разнице в тепловом режиме субстрата пос-
ле внесения удобрений можно судить по общей биоген-
ности (численности бактерий, актиномицетов и грибов).
Меньшая биогенность связана с меньшим содержанием
питательных веществ в почве и более слабой деятель-
ностью микроорганизмов (рис. 15). Это обусловливает
снижение температуры почвы.
Результатом более
благоприятных темпера-
турных условий будут бо-
лее высокие урожаи ра-
стений, выращиваемых на
рыхлых и богатых пита-
тельными веществами
субстратах. В некоторых
опытах раннеспелость по-
вышалась на 14 %, а об-
щий урожай — на 11 %
по сравнению с растения-
ми, выращиваемыми на
почве.
Добавление различ-
ных органических почво-
улучшающих материалов,
Рис. 15. Общая биогеиность почвы
в период цветения и уборки уро-
жая:
1 — обработка на глубину 25 см (конт-
роль); 2 — вкопанные соломенные ки-
пы; 3 — слой соломы 20 см 4- слой поч-
вы 20 см.
4*
51
таких, как солома, стебли кукурузы и шелуха подсолнеч-
ника, повышает температуру почвы на 2—3°С. Разница
бывает сильнее выражена в первые месяцы после вне-
сения этих материалов вследствие более быстрого раз-
ложения. Рисовая мякина слабо улучшает тепловой ре-
жим почвы.
Положительные изменения температурных условий
наблюдаются при поливе необогреваемой почвы теплой
водой (25—30°С).
Температурный режим в теплицах с почвенным обог-
ревом регулируется в соответствии с биологическими осо-
бенностями культур. Установлено, что при выращивании
огурцов, томатов н перца среднесуточная температура
почвы должна быть в пределах 18—20°С. Такая же тем-
пература поддерживается и при выращивании овощных
культур на питательных растворах. При гидропонном
способе выращивания необходимая температура обе-
спечивается подогреванием питательных растворов до
требуемого уровня.
ТЕМПЕРАТУРА ЛИСТЬЕВ
! ! Т 1 Т 1—1 _1--1--1-i-1-!--1—1-1
2 5 6 7 8 9 101111131е! 151617
Часы
Рис. 16. Изменение температуры ли-
ста томата и окружающего воздуха:
1 — температура листа; 2 — температура
воздуха в солнечный день.
Результаты многочисленных измерений показывают,
что днем температура листьев растений томата, выра-
щиваемых в блочной остекленной теплице, на 2—3°С
выше температуры окружающего воздуха. В теплые
солнечные дни эта разница достигает 5—7°С (рис. 16),
но в облачные дни
температура листьев
и окружающего их
воздуха одинакова.
Ночью, как правило,
независимо от того,
была ли погода днем
ясной или облачной,
температура листьев
в среднем на 1 °C
ниже температуры
воздуха теплицы.
Эта особенность
температурного ре-
жима листа легко
объяснима. В сол-
нечные дни листья
нагреваются от оби-
52
лия прямой солнечной радиации. Ночью остекленные
ограждающие поверхности ограничивают теплообмен с
внешней средой, но радиационное охлаждение продол-
жается, и поэтому листья охлаждаются сильнее воздуха.
Данные большого числа наблюдений позволяют
сделать вывод, что если необходимо более точно выдер-
живать нужные параметры теплового режима, то нужно
измерять температуру освещенных листьев.
Можно принять, что температура воздуха в солнеч-
ные дни, заданная регулирующей автоматике, должна
быть на 2—3°С ниже необходимой для растений, чтобы
избежать более сильного нагрева листьев солнечным
светом. Ночью, наоборот, температура воздуха завыша-
ется на 1°С, чтобы иметь желательную температуру
листьев. В этих условиях температура растений, выра-
щиваемых в теплице, будет в оптимальных пределах.
Интересные данные измерений температуры листьев рас-
тений в теплицах, кровля которых однократно опрыска-
на известково-мучным раствором, приведены в табли-
це 7.
Таблица 7. Влияние однократного опрыскивания кровли теплицы
раствором извести с мукой на температуру листьев
(середина апреля)
Те мпература Средняя температура в различные периоды дня, °C Сред- няя
9-10 ч 10-11 ч 11-12 ч 12-13 ч 13-14 ч
Листья
Воздух
At лист — воздух
36,0
31,8
4,2
35,9
32,4
3,5
Неопрыснутая секция
Опрыснутая секция
24,5
23,8
0,7
28,3
26,9
1Л
32,3
29,7
2,6
Листья
Воздух
At лист — воздух
32,5
31,8
0,7
32,7
31,9
0,8
Анализ этих данных доказывает, что опрыскивание
теплицы снижает температуру листьев примерно на 2 °C.
Температура воздуха изменялась не очень сильно, так
как в этот день относительная влажность воздуха коле-
балась в пределах 58—67%.
53
Низкую температуру воздуха ночью следует считать
неблагоприятной. По мнению многих авторов, наимень-
шая кратковременно допустимая температура для тома-
тов 6—11 °C. По нашим наблюдениям, температура
от 13 до 15° С неблагоприятно отражается на плодоно-
шении огурца и перца, но ее переносят холодостойкие
овощные тепличные культуры.
Очень низкая ночная температура вызывает сниже-
ние температуры листьев теплолюбивых культур ниже
допустимого уровня, что замедляет отток ассимилятов,
накопленных в листьях за день. В теплицах без почвен-
ного обогрева такое понижение температуры воздуха
отрицательно отражается на деятельности корневой сис-
темы.
О допущенных ошибках такого рода в теплицах во
многих случаях можно судить по развитию растений в
различных рядах секций. Растения в рядах, расположен-
ных у труб обогрева, более высокие по сравнению с рас-
тениями в средних рядах, вследствие чего профиль выг-
лядит как своеобразная полудуга.
Зависимость температуры листьев овощных расте-
ний от изменения солнечной радиации в течение суток
требует соответствующей коррекции температурного ре-
жима в теплицах.
Относительная влажность воздуха (ОВВ)
Один из важных биоклиматичных факторов в тепли-
цах— это влажность воздуха. Изменение влажности тес-
но связано с изменением температуры, поливом и отно-
сительной влажностью наружного воздуха. Всякое из-
менение температуры вызывает изменение относитель-
ной влажности воздуха. Необходимость хорошего знания
этого фактора роста вызывается тем, что овощные рас-
тения развиваются лучше всего, а основные тепличные
культуры дают больший урожай при определенной отно-
сительной влажности воздуха.
Большие отклонения от оптимальной влажности воз-
духа создают условия для развития некоторых болезней
и вредителей, а поэтому закономерности изменения ОВВ
в течение суток представляют научный и практический
интерес.
Относительная влажность воздуха в общем одинако-
ва во всех секциях теплицы благодаря турбулентному
54
воздухообмену, обусловленному накоплением солнечной
энергии, действием системы обогрева и инфильтрацией
воздуха. Когда не производится вентилирование, дви-
жение воздуха обусловлено разницей температур возду-
ха по высоте и особенно около труб обогрева. Циркуля-
ция воздуха наибольшая при калориферном обогреве.
Высокорослые овощные культуры по мере развития на-
чинают препятствовать свободной циркуляции воздуха.
Это очень хорошо заметно при выращивании перца, рас-
тения которого образуют почти сплошную поверхность в
период массового плодоношения. Циркуляция воздуха в
теплицах с трубами обогрева у основания стоек более
интенсивна, чем при размещении калориферов под конь-
ком или в необогреваемых теплицах.
На ОВВ в теплице ограниченное влияние оказывает и
влажность наружного воздуха. Это влияние в наиболь-
шей степени сказывается при проветривании. Влажность
воздуха вне помещений за последние 10 лет составляла
по месяцам: в январе — около 85%, феврале — 80%,
марте — 74%, апреле — 69%, мае — 66%, июне — 63%,
июле — 72 %, августе — 62 %, сентябре — 66 %, октяб-
ре— 69%, ноябре — 81% и в декабре — 81%. Эти дан-
ные показывают, что с октября влажность воздуха на-
чинает повышаться, держится на высоком уровне до мар-
та, после чего снижается и достигает минимума в ав-
густе. Как правило, в осенне-зимний период относитель-
ная влажность наружного воздуха высокая, так как в
Болгарии в это время выпадает много осадков, много об-
лачных и туманных дней и температура воздуха низкая.
Несмотря на эту особенность влажности воздуха,
вследствие более высокой температуры в теплице, обус-
ловленной обогревом и накоплением тепла в- часы сол-
нечного сияния, воздух, удаляемый из теплицы при про-
ветривании, содержит больше водяного пара, чем воздух,
поступающий в теплицу.
На влажность воздуха в теплице с закрытыми фра-
мугами влияет и ветер. Вентиляционный напор опреде-
ляется разницей в давлении воздуха снаружи и внутри
теплицы, а также и высотой теплицы.
Поэтому необходимо знать средние данные о скорос-
ти ветра за последние 10 лет, особенно в важные для
тепличного производства месяцы. Эта скорость равна в
январе 2,5 м/с, феврале — 2,2 м/с, марте — 2,3 м/с, апре-
ле— 2,4 м/с, мае — 2,1 м/с, июне — 2,3 м/с, октябре -
9g
месяцы
Рис. 17. Средняя относительная влажность
воздуха (ОВВ) в блочной стальной остек-
ленной теплице в дневные часы:
1 — в 8 ч; 2 — в 10 ч; 3 — в 13 ч.
1,6 м/с, ноябре— 1,9 м/с и в декабре —2,3 м/с. Бесспор-
но, в некоторые дни н месяцы скорость ветра превыша-
ет 3 м/с. За последнее десятилетие в очень редких слу-
чаях скорость ветра достигала 16—18 м/с. Трудно пред-
ставить точные данные о влиянии ветра на влажность
воздуха в теплице, но об этом можно судить по снижению
его температуры.
Для тепличного овощеводства необходимо знать не
ОВВ, а силу, с которой воздух поглощает водяной пар
из листьев растений. Так как эту величину трудно опре-^
делить, в качестве показателя используется ОВВ. Недос-
тающее для -полного насыщения воздуха количество во-
дяного пара называется дефицитом влажности. При од-
ном и том же содержании водяного пара в воздухе де-
фицит влажности возрастает с каждым повышением тем-
пературы. Для поддержания транспирации на жела-
тельном уровне ОВВ в теплице регулируют путем повы-
шения температуры. Резкое снижение температуры, на-
пример на 5°С, вызывает образование росы на расте-
ниях.
Максимальное количество водяного пара, содержа-
щееся в единице объема воздуха, изменяется в зависи-
мости от температуры. При 15°С в 1 м3 воздуха может
содержаться 13 г водяного пара и ОВВ равна 100%.
Если температура воздуха снизится до 5°С, то для
100 %-ной ОВВ достаточно всего 6,5 г водяного пара в
1 м3 воздуха (в два раза меньше). В этом случае другая
56
половина водяного пара образует конденсат. При 35° С
1 м3 воздуха поглощает 40 г водяного пара. Если в воз-
духе имеется только 13 г водяного пара, его относитель-
ная влажность будет равна 33 %. Воздух, насыщенный
водяным паром при 15°С, при нагревании его до 35°С
становится относительно сухим без потери водяного
пара.
Большая динамичность ОВВ особенно сильно выра-
жена в дневное время вследствие изменений температу-
ры и большего вентилирования. Это хорошо заметно в
утренние часы, когда температура подвержена большим
колебаниям вследствие усиления солнечной радиации.
В эти часы переходят от ночного режима температуры к
дневному (рис. 17).
Характер кривых на рисунке 17 говорит о сравни-
тельно небольших колебаниях ОВВ в дневное время в
период с ноября по февраль. Это объясняется сравни-
тельно слабой солнечной радиацией днем, низкой темпе-
ратурой и высокой относительной влажностью наружно-
го воздуха. Эти три фактора обусловливают небольшие
колебания температуры в теплице и необходимость бо-
лее слабого вентилирования, что выражается в большем
постоянстве ОВВ.
Для поддержания ОВВ на уровне, близком к опти-
мальному для перца и томата, когда она повышена, в
теплице необходимо более интенсивное проветривание
после 10 ч. При выращивании огурцов проветривают ме-
нее сильно. Увеличение ОВВ к 10 ч утра в зимние меся-
цы объясняется усилением транспирации и испарения.
В летние месяцы ОВВ уменьшается и сильно колеб-
лется в отличие от зимних месяцев. Проведенные опыты
и практика доказывают, что вследствие сильного пони-
жения ОВВ с 10 до 14 ч после первой половины апреля
наблюдаются признаки увядания растений. Для преодо-
ления этого отрицательного явления растения поливают
в течение 1 мин. Установлено, что после полива расте-
ний в солнечные дни (с мая до августа) в 11 и 13 ч ОВВ
повышается на 20—25 %. Параллельно температура
воздуха снижается на 4—5°С. Отмеченный корректирую-
щий эффект прекращается через 50—60 мин и зависит от
интенсивности солнечной радиации. Эти данные говорят
о необходимости в солнечные дни, при сильном сниже-
нии ОВВ, проводить дождевание 2 раза через 1,5—2 ч в
наиболее теплые часы, чтобы избежать увядания расте-
57
месяцы
Рис. 18. Изменение дневной и ночной ОВВ по
месяцам:
/ — дневная; 2 — ночная; 3 — минимальная; 4—мак«
симальная.
ний, что отрицательно сказывается на росте и урожае
плодовых овощных культур, ухудшает хозяйственные
качества плодов, способствует появлению вершинной
гнили у томатов, горечи у огурцов и др.
Данные многочисленных наблюдений за изменением
ОВВ по месяцам (рис. 18) позволяют выявить некото-
рые тенденции, имеющие большое значение для теории
и практики. Изменения средней максимальной и средней
ночной ОВВ показывают, что в период после марта
вследствие больших колебаний и более значительного
снижения температуры в утренние часы — до нагрева
солнцем, создаются условия для образования росы на
плодах.
Согласно данным голландских авторов (по Гаенко,
Лёблу, 1971), трубы обогрева, расположенные близко к
почве, должны быть нагреты несколько выше 40°C с
учетом того, что на высоте 2 м температура воздуха
колеблется меньше. Изменения ОВВ и абсолютной
влажности воздуха в теплицах, происходящие в подоб-
ных случаях вследствие содержания избытка водяного
пара в единице объема воздуха, приводят к конденса-
ции воды на листьях и плодах, что создает условия для
развития болезней растений.
58
Анализ данных об ОВВ в теплицах позволяет отмс-
тить, что через день после полива, особенно после дож-
девания, влажность повышается на 1—5 %. Продолжи-
тельность периода повышения влажности зависит от
степени вентилирования и температуры после полива.
Влажность воздуха в построенных в Болгарии теп-
лицах регулируется путем вентилирования, полива, осве-
жительных опрыскиваний, повышением или снижением
температуры.
Движение и обмен воздуха в теплицах
Движение воздуха в теплице обусловлено солнечной
энергией и тепловым эффектом системы обогрева. Вос-
ходящий поток воздуха возникает особенно тогда, когда
обогревающие трубы расположены вблизи почвы. На-
гретый воздух поднимается вверх, достигает остеклен-
ной кровли и после охлаждения снова опускается вниз,
благодаря чему создается постоянная циркуляция.
Поступающий через фрамуги и щели наружный воз-
дух смешивается с воздухом теплицы. В теплице с пло-
хой герметизацией происходит сильный и неконтроли-
руемый воздухообмен, тогда как при хорошей гермети-
зации с помощью вентилирования и обогрева движение
воздуха регулируется более точно. Воздухообмен в ре-
зультате разницы температур воздуха в теплице и вне
ее называется вентиляционным давлением. Это давле-
ние трудно измерить, так как оно очень незначительно.
Факторы, влияющие на возникновение разницы в давле-
нии воздуха в теплице и вне ее это разница температур
внутри и снаружи теплицы, высота теплицы и разница
в давлении воздуха, обусловленная ветром. Чем сильнее
обогрев, тем сильнее влияние теплого воздушного стол-
ба. В высоких теплицах тяга всегда сильнее, чем в бо-
лее низких. Разница в температуре может быть резуль-
татом накопления солнечного тепла или создается обо-
гревом. Поэтому, когда температура вне теплицы ос-
тается неизменной, температура воды в трубах обогрева
повышается. Открытие фрамуг всегда требует более вы-
сокой температуры воздуха в теплице, так как происхо-
дит более сильное охлаждение.
Повышенная эффективность вентилирования при вет-
реной погоде объясняется большим давлением на ог-
раждение теплицы с наветренной стороны. В то же вре-
59
мя понижается давление с противоположной стороны,
где ветер увлекает с собой воздух от теплицы. Чем боль-
ше вентиляционное давление, тем больше воздухообмен.
В хорошо герметизированной теплице воздух заменяет-
ся в среднем 10 раз в час, а при слабом воздухообме-
не— 5 раз. Большая разница температур обусловлива-
ет очень активный воздухообмен.
При небольшой разнице температур (20 °C в теплице
и 10°С вне ее) температура поступающего воздуха по-
вышается на 10 °C и поглощается дополнительная влага.
В этом случае количество влаги, удаляемой теплым воз-
духом из теплицы, велико. Для снижения ОВВ в теп-
лице необходим более интенсивный воздухообмен. При
небольшой разнице температур создается и небольшой
дефицит водяного пара. Вследствие этого воздух мед-
ленно поднимается вверх и воздухообмен слабый. Очень
медленно движение воздуха в посеве высоких растений,
которое в этих условиях обусловливает более высокую
влажность. Вследствие медленного движения воздуха
требуется больше времени для его обмена.
Может наблюдаться и противоположный случай, ког-
да разница температур очень велика, например 30°С.
Это означает очень сильную восходящую конвекцию и
благодаря воздухообмену — большой дефицит водяного
пара. Растения сильно испаряют воду, поэтому следует
меньше вентилировать. В этих случаях фрамуги откры-
вают, проводят кратковременный полив дождеванием
или же поливают бетонированную дорожку, чтобы под-
держивать влажность воздуха на необходимом уровне.
Возможна конденсация водяного пара на холодных
предметах и на частях теплицы. Часть конденсационной
воды поступает снова в воздух, когда ее капли падают
и испаряются.
Воздух около растений находится в постоянном
движении. С воздушным потоком переносятся углекис-
лый газ, кислород и водяной пар. Растения в процессе
газообмена поглощают через устьица эти газы или вы-
деляют другие. Иногда перенос газов с воздушным по-
током незначителен, что затрудняет их выделение. Воз-
дух около листьев может быть почти неподвижным,
когда разница температур невелика и нет ветра. В этих
случаях через устьица листьев выделяется водяной пар
и поглощается углекислый газ. Если газообмен очень
затруднен, недостаток углекислого газа затрудняет фо-
60
тосинтез, а очень медленное выделение водяного пара
ограничивает транспирацию. Тогда образуется очень ма-
ло ассимилятов и рост замедлен, а очень слабая транс-
пирация может привести к сильному повышению тем^
пературы растения. Поэтому необходимо избегать застоя
воздуха. Скорость движения воздуха, как правило, все
больше снижается с уменьшением расстояния до листа,
стебля и т. д. Для обеспечения воздухообмена у поверх-
ности листьев необходимо значительно увеличить ско-
рость движения воздуха. В большинстве случаев дос-
таточна скорость движения воздуха около 0,5 м/с.
Расположение обогревающих труб имеет очень боль-
шое значение для правильного воздухообмена. Чем вы-
ше в теплице установлены трубы, тем меньшее влия-
ние они оказывают на движение воздуха у поверхности
почвы, особенно когда растения достигнут большей вы-
соты. Бесспорно, большое значение имеет и температура
воды в трубах.
Почти во всех современных теплицах, предназначен-
ных для выращивания овощных культур различной вы-
соты, трубы располагают низко. В этом случае расстоя-
ние между трубами и ограждающей поверхностью зна-
чительное. Желательно даже при сравнительно теплой
погоде температуру воды в трубах поддерживать на
уровне не ниже 40°С, чтобы температура воздуха внизу
не слишком отличалась от температуры на высоте 2 м.
В противном случае вследствие недостаточного воздухо-
обмена и более низкой температуры водяной пар кон-
денсируется на поверхности почвы или на низко распо-
ложенных предметах.
Важное значение имеет не только расположение
труб, но и их число. Когда трубы расположены близко
друг к другу, они взаимно экранируются и теплоотдача
меньше расчетной. Трубы в теплице необходимо раз-
мещать равномерно над поверхностью почвы в культи-
вационном сооружении. Необходимо учитывать, что две
трубы с очень теплой водой обеспечат большее движе-
ние воздуха, чем 3—4 трубы с прохладной водой. По-
этому предпочтительнее использовать одну трубу с тем-
пературой воды 90°С, чем 4 с температурой 40°С.
Особым закономерностям подчинено движение воз-
духа при наличии вентиляторов. В большинстве случаев
их устанавливают вместо вентиляционных фрамуг или
при калориферном обогреве теплиц.
61
Вентиляторы используются для правильного распре-
деления тепла от теплогенератора или для подачи угле-
кислого газа, а иногда и для регулирования двух эле-
ментов микроклимата в теплице. Когда необходимо обес-
печить движение воздуха при сильном сопротивлении
потоку, в большинстве случаев устанавливают мощные
вентиляторы, а для распределения углекислого газа вен-
тиляторы меньшей мощности.
Для создания в теплице воздухообмена нужной ин-
тенсивности вентиляторы необходимо распределять
очень равномерно.
Воздушно-газовый режим
В припочвенном слое воздуха содержится около
21% О2 и 0,03% СО2. Это содержание газов относи-
тельно постоянно и поддерживается на одном уровне в
результате ряда процессов, протекающих в почве и над
нею.
В обычных условиях открытого грунта растения не
испытывают недостатка в О2 и СО2, несмотря на то, что
некоторые виды растений ежедневно на площади 1 га
поглощают 500—600 кг двуокиси углерода, которую они
извлекают из 100 000 м3 воздуха. Благодаря непрерыв-
ной циркуляции больших воздушных масс практически
неподвижные растения обеспечиваются необходимым ко-
личеством СО2. Исследования показывают, что в зави-
симости от габитуса растений, типа почвы и удобрения
содержание СО2 колеблется по высоте. Например, в
СССР установлено, что с 1 га неудобренной песчаной
почвы в атмосферу выделяется около 2 кг СО2, а с 1 га
почвы того же типа, удобренной 40—60 т навоза, выде-
ляется 15—25 кг.
В атмосфере теплицы значительные отклонения в
концентрации СО2 обусловлены газообменом между
растениями и окружающей средой вследствие фотосин-
теза и дыхания. Кроме того, в зимние месяцы при бо-
лее низкой температуре и ограниченном вентилировании
приток СО2 из атмосферы и почвы уменьшается, что
неблагоприятно сказывается на продуктивности расте-
ний.
В современных тепличных комплексах наряду с ос-
тальными элементами микроклимата, от которых за-
висит урожай, предусмотрены все технические возмож-
62
ности для поддержания воздушно-газового режима и
прежде всего содержания СО2 в оптимальных пределах.
Эффективность дополнительного обогащения воздуха
теплицы углекислым газом впервые изучалась 80 лет
назад в Германии, а позднее и в других странах.
Естественная концентрация СО2 в теплицах наблюда-
ется кратковременно в начале дня в очень облачные и
безветренные дни. Обычно ночью содержание СО2 дос-
тигает 0,5—0,1%, а днем в процессе фотосинтеза СО2
поглощается так быстро, что концентрация снижается
до менее 0,03%. Особенно низка концентрация СО2 в
теплицах, где овощные культуры выращивают на гид-
ропонике или в контейнерах с питательным субстратом,
так как в этом случае отсутствует почва, из которой в
результате биологических процессов выделяется СО2.
В исследованиях Паэ и Лийвака (1972 г.) в Эсто-
нии установлено, что при выращивании огурцов на тор-
фе содержание СО2 наименьшее в период с 10 до 16 ч
(рис. 19). Эти же авторы отмечали, что наибольший не-
достаток СО2 бывает в марте—апреле в солнечную по-
году (до 0,01%).
Исследования, проведенные в Болгарии в теплице с
культурой томата, свидетельствуют о значительных ко-
лебаниях в содержании СО2 (рис. 20). Наиболее низ-
кая концентрация в теплице без обогащения СО2 отме-
чена в полуденные часы—0,025—0,03%. Можно пред-
полагать, что при выращивании томата на почве с нор-
мальным содержанием органического вещества днем
сохраняется естественный уровень содержания СО2.
Обычно через 1 ч после подачи СО2 концентрация двуо-
киси углерода достигает 0,1%, после чего начинает сни-
жаться. Это объясняется фотосинтетической деятель-
ностью листьев, достигающей максимума между 10 и
11ч. Через час после прекращения подачи концентрация
СО2 быстро снижается, достигает примерно 0,04%, а
после открытия фрамуг снижается до естественного
уровня. Концентрация СО2 регулируется в зависимости
от интенсивности света. В результате многочисленных
исследований, проведенных в странах с развитым теп-
личным овощеводством, установлено, что при макси-
мальной солнечной радиации наиболее эффективна кон-
центрация СО2—0,1—0,15%, причем дальнейшее ее по-
вышение экономически нецелесообразно. Однако в Гол-
ландии считается оптимальной концентрация до 0,2%.
63
2 ? 6 8 10 12 10 16 18 20 2220
часы
Рис. 19. Изменение содержания СО2 в воз-
духе теплицы:
1 — без подкормки СО2; 2 — при подкормке СО2;
3 — нормальное содержание СО2.
Поднорм на С02
Рис. 20, Изменение содержания СО?. в теп-
лице в солнечный день:
/ — при подкормке СО2; 2—без подкормки СО2.
Исследования в Дании показали, что томаты спо-
собны эффективно использовать СО2 в концентрации до
0,22%. При более высокой концентрации уже не проис-
ходит усиления образования сухого вещества. В строе-
нии листьев наблюдаются морфологические и анатоми-
ческие изменения, обусловленные накоплением крахма-
ла и сахаров. Увеличение содержания крахмала вызы-
вает деформацию хлоропластов и снижает интенсив-
ность фотосинтеза, содержание общего азота и других
элементов. При высокой концентрации СО2 урожай
снижается; так, при концентрации 0,32% урожай был
ниже, чем в контроле. Согласно ряду авторов, подкорм-
ку растений СО2 нужно начинать в утренние часы при
интенсивности света 1200—2000 лк. В соответствии с
климатическими условиями Болгарии при раннем про-
изводстве томатов в теплице подкормку растений СО2
в солнечную погоду в период ноябрь — февраль можно
начинать около 8 ч 30 мин. Обычно в этот период в
солнечные дни к 8 ч интенсивность света в теплице
равна 4000 лк, а к 16 ч — около 1360 лк (рис. 21). После
февраля в связи с увеличением долготы дня и усилением
солнечной радиации подкормку СО2 начинают с восхо-
да солнца. Благодаря этому действие повышенной кон-
центрации СО2 совпадает
в утренние часы.
Исследования, прове-
денные за рубежом, пока-
зывают, что дополнитель-
ное обогащение СО2 уси-
ливает рост и ускоряет
развитие растений томата
в теплице в зимний пери-
од даже при намного
меньшей интенсивности
света, которая благодаря
СО2 частично компенси-
руется.
Продолжительн ость
обогащения воздуха теп-
лиц СО2 зависит исклю-
чительно от освещенно-
сти (табл. 8), Для под-
кормки двуокисью угле-
рода подходят все те часы
устьиц
18000 -
шо -
1НШ -
шоо -
12000 -
1 11000 -
§ 10000-
§ 8000-
8000-
7000-
8000 -
5000-
0000-
3000
2080
юоо
открытия
ы
0,06
\ -
-0,01
Рис.
сти (7) в солнечный день и из-
менение содержания СО2 (2) в
результате вентилирования с
12 до 14 ч.
05)1
8 В 1011 12 13 1015 1617
Чисы
21. Изменение освещенио-
5 Заказ 4851
fi5
дня, когда не провидится вентилирование. Вентилиро-
вание при подкормке целесообразно начинать несколько
позже, так как температурный порог растений в условиях
увеличенной концентрации СО2 повышается. Практи-
чески продолжительность подкормки СО2 путем сжига-
ния пропан-бутана ограничивается температурой возду-
ха в теплице. В соответствии с установленным темпе-
ратурным режимом при раннем производстве томатов
подкормка СО2 в солнечную погоду проводится при
температуре 25°С, в пасмурную — примерно при 22°С
и продолжается не менее 3 ч.
Многолетними опытами установлена наиболее целе-
сообразная продолжительность подкормки СО2 в зави-
симости от времени дня при сжигании пропан-бутана
(табл. 8).
Таблица 8. Продолжительность подкормки СО2, ч
Месяц
В облачные дни
В солнечные дни
Ноябрь
Декабрь
Январь
Февраль
Когда атмосферные условия не препятствуют прове-
дению других агротехнических мероприятий, подкормка
СО2 может проводиться и после полудня. Вентилирова-
ние проводят через час после прекращения подкормки,
чтобы растения имели возможность максимально ис-
пользовать дополнительное количество СО2.
В климатических условиях Болгарии подкормку СО2
можно проводить до середины апреля. В дальнейшем
внесение СО2 экономически неэффективно и практически
неосуществимо вследствие резкого повышения темпера-
туры вне теплицы и необходимости усиленного вентили-
рования. Подходящий температурный режим опреде-
ляется в зависимости от интенсивности солнечной ра-
диации (табл. 9).
При продолжительной облачной погоде, после поли-
ва дождеванием и чрезмерном азотном питании тем-
пература не должна превышать 13 °C.
66
Таблица 9. Температурный режим в зависимости от условий
солнечной радиации, °C
Условия погоды Температурный режим
днем ночью
Солнечная Переменная облачность Облачная 24—26 22—24 20—22 14—16 14—16 13—15
углеводородов в
При непосредственном сжигании
теплице оптимальные значения концентрации СО2, тем-
пературы и ОВВ достигаются через 1—2 ч после вклю-
чения генераторов СО2 (рис. 22). Во время подкормки
температура воздуха на 3—4°С, а в некоторых случаях
и на 5°С выше, чем в контроле. С увеличением концен-
трации СО2 и температуры воздуха незначительно из-
меняется ОВВ. Обычно при подкормке СО2 ОВВ сни-
жается по сравнению с контрольным вариантом на
5—8%, но не бывает ниже оптимальной для развития
растений. Более высокая температура воздуха обуслов-
ливает повышение температуры почвы на глубине 5 см
на 1—2° С.
С увеличением содержания СО2 в воздухе теплицы
до 0,1% усиливается образование сырой массы растений
на 22 и до 162%. Дополнительная подача СО2 вызы-
вает видимые вегетативные
томата, выражающиеся в
тельно пышном развитии
on
изменения в росте растений
большей высоте и сравни-
листовой массы. Опыты в
Овд
20 -
70 ~ ~
О 5 1015 2025 30 35 90 05 5055 60 65 70 75 80 85 9095100 Ю5110115120125
Минуты
Рис. 22. Концентрация СО2, температура п влажность воздуха в
теплице.
5*
67
НИИОК «Марица» с тремя тепличными гибридами то-
мата: Экстаз (FJ, Виразе (Fj) и Ревермун (Fj) пока-
зали, что наибольшая скорость роста была у гибридов
Виразе и Экстаз, превосходивших контроль соответ-
ственно на 17,3 и 0,5%. Среднесуточный прирост расте-.
ний при подкормке СО2 составлял 2,59 см (Виразе) и
2,26 см (Экстаз) и был значительно меньше у растений
в варианте без подкормки СО2.
Многочисленные исследования, проведенные за ру-
бежом, показали, что обогащение воздуха теплицы СО2
положительно и существенно влияет на цветение, завя-
зывание плодов, раннеспелость и общий урожай.
В практике тепличного производства томатов при
ухудшении погоды после формирования 5-го соцветия
могут появляться недоразвитые цветки, а иногда и це-
лые соцветия не достигают фазы цветения. Многие ис-
следователи считают, что эти нарушения можно предо-
твратить увеличением концентрации СО2 в этот период.
Исследования Калверта и Слэка с четырьмя концентра-
циями СО2: 0,03%, 0,06, 0,1 и 0,14% показали, что чис-
ло плодов до 10-го соцветия резко увеличивается, при-
чем нет существенных различий между вариантами с
концентрацией 0,1 и 0,14%.
Опыты в НИИОК «Марица» с ранней культурой теп-
личного томата — гибридами Экстаз, Виразе и Ревермун
при двух уровнях подкормки СО2— 0,03 и 0,1% также
доказывают, что повышенная концентрация СО2 поло-
жительно влияет на плодообразование.
Наибольший процент образовавшихся плодов наблю-
дался в варианте с подкормкой СО2. Разница между
отдельными сортами составляла 8—10%. Процент об-
разовавшихся плодов у растений устойчивого к вирусу
томатной мозаики гибрида Виразе достигал 67,48, а у
гибрида Ревермун — 56,67 (рис. 23).
Положительное влияние СО2 при производстве теп-
личных томатов в наибольшей степени проявляется в
повышении раннеспелости и общего урожая.
Увеличение урожая тепличных томатов, по данным
различных авторов, колеблется в больших пределах и
зависит прежде всего от сорта, техники подкормки и
условий внешней среды. В проведенных в США опытах
с 20 сортами томатов и двумя уровнями концентрации
СО2 — 0,03 и 0,1% урожай в среднем был на 43% вы-
ше, а средняя масса плода — на 13% больше при под-
68
г
Рис. 23. Плодообразование при подкормке
СО2 (вверху) и без иее (внизу);
1 — Экстаз; 2 — Виразе, 3 — Ревермун.
кормке СО2. Уильямс (1966) и Беркет (1967) сообщали,
что при высадке рассады томата в январе — феврале
и подкормке СО2 раннеспелость возрастала на 90%, а
общий урожай — на 30—40%.
Результаты трехлетних опытов, проведенных в Ин-
ституте «Марица», доказали, что подкормка томатов
СОг—высокоэффективный прием и в условиях Болга-
рии. Раннеспелость увеличивалась в среднем на 15%,
а общий урожай — на 10,5% (рис. 24).
Так как 60—70% органических веществ, образую-
щихся в процессе фотосинтеза, направляются к развива-
ющимся плодам, подкормка СО2 положительно влияет на
качество томатов, в том числе на содержание сухого
вещества, витамина С, сахаров и кислот в плодах
(табл. 10). Налицо тенденция к определенному увели-
чению этих показателей, хотя она статистически недос-
товерна.
69
Рис. 24. Ранний (до 30.IV)
и общий урожай томатов
при подкормке СО2 и без
нее:
1 — Экстаз; 2 — Виразе; 3 — Ре-
вермун; 4 — ранний урожай.
Тепличные огурцы также
положительно реагируют на
повышенную концентрацию
СО2, но в меньшей степени, чем
томат, салат, земляника и
редис. Это объясняется особен-
ностями технологии их произ-
водства, отличающейся ис-
пользованием больших коли-
честв органических материа-
лов — кип соломы, разложив-
шегося навоза, торфа и удоб-
рением разведенным в воде на-
возом. Исследованиями в Гол-
ландии установлено, что в ре-
зультате микробиологической
деятельности в первые четыре
месяца после посадки с 1 м2
почвы выделяется около 6 г/ч
СО2. В опытах с огурцами при
повышении концентрации СО2
до 0,07% урожай увеличивался
на 11%. За три года урожай
сортов Бриллиант, Спору и То-
ска при концентрации СО2 ДО
0,2% повышался на 16—44%.
Во время опыта поддержива-
лась сравнительно высокая температура: ночная — 21°С,
дневная — 22—23 °C.
Недостаточно изучено влияние дополнительной СО2
на растения тепличного перца. Даунихт и Ленц (1973)
изучали влияние СО2 в концентрации 0,04%, 0,1 и 0,2%
на образование цветков, водный режим и поглощение
минеральных солей растениями перца. Было установ-
лено ускорение цветения, увеличение содержания су-
хого вещества и минеральных солей в листьях теплич-
ного сорта Сегединер. Можно предполагать, что повы-
шение концентрации СО2 также и при выращивании
перца должно увеличивать общий урожай.
Концентрацию СО2 в теплице повышают путем сжи-
гания веществ, содержащих углерод, подачи чистой
двуокиси углерода или испарения сухой углекислоты.
Наиболее дешевые источники СО2 — природный газ,
пропан-бутан и парафин (табл. 11). Они не должны
70
Таблица 10. Биохимический анализ плодов томата сорта Экстаз
Вариант
При подкормке СО2
Без подкормки СО2
Содержание
сухого вещества, % по массе сухого вещества (рефрактометри- ческим мето- дом), % витамина С, мг/ % суммы сахаров, % кислот (по ли- монной кислоте), %
6,36 5,52 19,78 3,29 0,528
6,27 5,48 18,50 3,18 0/ 544
содержать более 0,05% серы, чтобы избежать вредного
воздействия образующейся двуокиси серы на растения
и людей.
Чаще всего применяют два метода обогащения воз-
духа теплицы СО2: путем сжигания углеводородов в
самой теплице или путем подачи СО2 в теплицу по цен-
трализованной системе.
Таблица 11. Источники СО2 для подкормки растений в теплице
Основные продукты
Источник С02
Подкормка путем]
водяной
пар, кг
тепло, кал
Жидкая СО2
Сухой лед
Природный газ
Керосин
Пропаи-бутан
Парафин
вдувания вен-
тилятором
испарения
сжигания
сжигания
сжигания
сжигания
500 л/кг
500 л/кг
1,8 кг/м3
3 кг/кг
3 кг/кг
3 кг/кг
8 000
9 500
11 000
10 000
Для непосредственного обогащения воздуха СО2 в
блочной теплице площадью 3 га путем сжигания топ-
лива необходимы 8—10 генераторов средней мощностью
80 000 кал/ч, или расход пропан-бутана 6—7 кг/ч. При
этом не требуется дополнительной вентиляционной сис-
темы для перемешивания воздушной смеси.
Центральная система для подачи дополнительной
СО2 включает: аппаратуру для получения СО2 (путем
сжигания природного газа, пропан-бутана или парафи-
на) ; генератор для смешивания и нагнетания воздушно-
71
газовой смеси; контрольную и регулирующую аппара-
туру и газораспределительную систему.
Двуокись углерода, полученная путем сжигания топ-
лива, или техническая СО2 из баллонов подается в теп-
лицы через газораспределительную систему, состоящую
из центрального трубопровода диаметром 300 мм, разме-
щенного у центральной дорожки, и газораспределитель-
ных полиэтиленовых рукавов диаметром 30 мм. Рукава
крепятся по обе стороны центрального трубопровода
через 3,2 м в средней части каждой секции. Они перфо-
рированы через каждые 3 м, диаметр отверстий 5 мм.
В настоящее время наиболее подходящим источни-
ком СО2 в Болгарии служит пропан-бутан. Количество
газа, необходимого для теплицы в день, рассчитывается
по формуле Р — 0,014-F (кг), где F — площадь тепли-
цы (м2).
Для подачи СО2 на каждые 1000 м2 площади теп-
лицы в течение 100—150 дней необходимо около 800—
1200 кг пропан-бутана, Продолжительность дневной
подачи СО2 рассчитывается по формуле
_ Р
СХВ ’
где В — число генераторов, С — производительность генераторов
(кг/ч).
Чаще всего автоматизация обогащения СО2 касается
аппаратуры для сжигания топлива, где обеспечивается
автоматическое зажигание и гашение горелок в зависи-
мости от предварительно заданной программы по вре-
мени. Техническое оборудование относительно простое
и состоит из термоэлектрической защиты, магнитного
вентиля и включающего часового механизма. Подача
газа к горелкам перекрывается магнитным вентилем не
только после истечения времени подкормки, но и при
включении вентиляционной системы.
В странах с развитым тепличным производством, та-
ких, как Голландия, Бельгия, Англия, ФРГ, СССР,
ГДР и др., подкормка растений СО2 имеет практическое
значение. В 1972 г. в Голландии было подкормлено
1132,8 га томатов, 1537,5 га салата и 161,9 га огурцов,
а в 1970 г. в Англии — 300 га томатов при раннем теп-
личном производстве. В 1972 г. в штате Огайо (США)
более 55 % томатов и 70—80 % салата выращивались
при повышенной концентрации СО2.
ОСОБЕННОСТИ МИКРОКЛИМАТА В ПЛАСТМАССОВЫХ
ТЕПЛИЦАХ
L-_ ~ _ I.. ,_?т _1 1 J-'nf i ‘..J/ *\ n»— уч, .. .
Специфические оптические качества пластмассового
покрытия и конструкций теплиц этого типа обусловли-
вают своеобразные условия микроклимата, существенно
отличающегося от микроклимата в остекленных тепли-
цах и в полевых условиях.
Условия освещения
Поток солнечных лучей, достигающих внешней по-
верхности пластмассового покрытия, не весь проникает
в теплицу. Часть солнечных лучей задерживается не-
прозрачными элементами конструкции, вторая часть
поглощается материалом покрытия, а третья отражает-
ся от него, вследствие чего количество проникающего
в теплицу света меньше, чем его поступает на открытую
поверхность. Результаты исследований показывают, что
суммарная радиация в теплице составляет 60—80 %
радиации, падающей на открытую поверхность, причем
преобладает рассеянный свет. Количество рассеянной
радиации в наибольшей степени зависит от вида пласт*
массы, вида и плотности армирующего материала, кон*
денсации водяного пара и загрязненности покрытия.
Оно больше в теплицах с покрытием из полиэфирных
или полихлорвиниловых панелей, чем в пленочных, а
также при использовании покрытий, армированных сет-
кой из стекловолокна или райлона. Под полиэтиленовой
пленкой рассеянного света на 9—10 % больше, чем под
полихлорвиниловой. Этот свет не оказывает неблаго-
приятного влияния на растения, так как в нем преобла-
дает физиологически активная радиация, но при превы-
шении оптимального уровня нарушается нормальное
развитие растений. Относительное количество проника-
ющего в теплицу солнечного света меньше утром и пос-
ле полудня, чем в полдень, а в облачные дни суммарная
радиация в 3,6 раза меньше, чем в солнечные дни.
Условия освещения в теплице в наибольшей степени
определяются оптическими свойствами материала по-
73
Таблица 12. Проницаемость материалов покрытия для
различных частей солнечного спектра, %
Длина волны, им
Материал
0,295—0,400 0,400—0,900 0,700-2,0
Полиамидная пленка
Ацетатная пленка
Полиэтилентерафталатная
пленка
Полиэтиленовая пленка
Полихлорвиниловая пленка
Стекло
73 87 88
58 88 88
64 87 90
52 73 81
31 77 80
46 83 85
крытия. Светопроницаемость используемых для покры-
тия пластмассовых пленок и панелей различна (табл.
12). Наибольшей проницаемостью для ультрафиолето-
вых лучей характеризуется полиамидная и полиэтилен-
терафталатная, а наименьшей — полихлорвиниловая
пленка.
Большинство материалов покрытия превосходит
стекло по проницаемости для коротко- и длинноволно-
вых инфракрасных лучей. Лишь проницаемость поли-
эфирных панелей на 25—30 % ниже в основном для
лучей, близких к инфракрасным. Проницаемость для
видимой части спектра наибольшая и освещенность
теплиц наилучшая при покрытии теплиц полиэтилен-
терафталатной, ацетатной, полиамидной, полихлорвини-
ловой пленками и наименьшая — при покрытии поли-
этиленовой пленкой. Эти различия дают основание не-
которым специалистам рекомендовать для более южных
районов полиэтиленовую пленку, а для средних и север-
ных зон умеренного пояса, где интенсивность солнечной
радиации меньше, — преимущественно полиэтилентера-
фталатную, полиамидную и полихлорвиниловую пленки.
Светопроницаемость пластмасс изменяется в зависи-
мости от их толщины, чистоты и продолжительности
использования. При увеличении толщины прозрачность
снижается без изменения состава проникающего света.
По данным Кодзи (1961), Попова (1962) и Рейнхольда
(1962), после использования полиэтиленовой пленки в
течение нескольких месяцев поступление суммарной ра-
диации в теплицу уменьшается на 20—21 %, а ультра-
фиолетовых лучей — на 18%. При загрязнении пласт-
74
массовых покрытий, которое быстро происходит, если
теплицы расположены вблизи промышленных предприя-
тий или дорог, прозрачность их уменьшается более чем
на 50 %. Поэтому при многократном использовании
пластмассовых покрытий необходима их ежегодная
очистка и хранение в темных помещениях.
Армированные полимерные пленки и панели на 20—-
30 % менее прозрачны. Когда армирующие нити распо-
ложены не чаще, чем через 15 мм, прозрачность доста-
точна, но если они расположены через 5 мм — она
значительно снижается. Производимая в Болгарии ар-
мированная полиэтиленовая пленка, названная амфо-
рол, имеет армирующую сетку из полиэтиленовых нитей
с различным размером ячей. Пленка с армирующей сет-
кой 2X2 мм пропускает на 50 % меньше солнечных
лучей, чем неармированный материал.
Освещенность теплиц снижается на 13—14 %, если
для крепления пластмассового покрытия к несущей
конструкции используется проволочная или пластмас-
совая сетка, а также и при конденсации водяного пара
на поверхности пленки (Гавриленко, 1969). В связи с
этим в последнее время в Японии и в других странах
производится пленка, обладающая антиконденсатными
свойствами, или проводят опрыскивание препаратами,
обладающими аналогичным действием.
Заметное влияние на освещенность оказывают раз-
мер кровли, угол наклона скатов и ориентация в отно-
шении сторон света. По данным Фогеля (1967), в теп-
лицах с арочной кровлей суммарная радиация на 10—
15 % больше, чем в теплицах с двускатной кровлей.
Некоторые исследователи (Аллертон, 1962) считают, что
зимой и в переходные периоды теплицы, ориентирован-
ные в направлении с востока на запад, освещены луч-
ше, а согласно другим авторам (Нисен, 1969), ориента-
ция в направлении с севера на юг обеспечивает лучшее
освещение.
Манеску (1958) сообщал, что средняя дневная,
освещенность теплицы, ориентированной с востока на
запад, в марте — апреле на 4—21% выше, чем при
ориентации с севера на юг, при которой в мае освеще-
ние лучше наб—8%. Лучший световой режим зимой
в теплицах, ориентированных в направлении с востока
на запад, объясняется проникновением большего коли-
чества прямой радиации.
75
В блочные теплицы с деревянными несущими кон-
струкциями и металлическими шпросами проникает
меньше солнечной радиации по сравнению с более лег-
кими односекционными теплицами с металлическими
конструкциями.
Уменьшение освещенности из-за непрозрачных эле-
ментов конструкции превышает 10 %.
Двухслойное покрытие уменьшает общую освещен-
ность (табл. 13). Это объясняется в основном увеличе-
нием площади непрозрачных элементов и наличием
конденсационной воды или водяного пара между слоя-
ми покрытия, что мешает проникновению солнечного
света. Многие авторы (Рожанская, 1967; Цеклеев, 1971;
Вакан, 1975; Мюзар, 1975) доказали, что в теплицы с
двухслойным полиэтиленовым покрытием проникает на
7—16 % меньше света, чем в теплицы с однослойным
покрытием. Вследствие этого двухслойное покрытие
предпочтительно в районах с большей солнечной ради-
ацией, а в более северных зонах и в зимне-весенний пе-
риод— преимущественно в ночное время.
Таблица 13. Среднесуточный радиационный баланс в теплицах,
кал/м2/ч (по Рожанской)
Дата измерения
26. V
11.V1
16.VI
Односекциониая арочиая
теплица с однослойным
покрытием
Блочная теплица с одно-
слойным покрытием
Блочная теплица с двух-
слойным покрытием
На открытом месте
250 278 210
230 259 193
202 216 174
356 378 310
222
212
178
317
Поверхность грунта в теплицах равномерно освеще-
на, за исключением периода непосредственно после
восхода солнца и перед заходом солнца, когда лучше
освещены соответственно восточная и западная полови-
ны теплицы. Разница в освещенности больше, когда бо-
ковые поверхности раскрыты и на крайние участки про-
никает прямой свет. Освещенность теплицы по высоте
76
Рис. 25. Средняя дневная солнеч-
ная радиация:
А —в Сандански; G — в Пловдиве; /
в теплице; 2 — вне теплицы.
зависит от того, высажены растения или нет. В свобод-
ной теплице освещенность зон по высоте—от поверхнос-
ти почвы до кровли приблизительно одинакова, а в заса-
женной растениями — зависит от вида культуры.
При выращивании высокорослых культур (томатов,
огурцов) в нижние зоны проникает меньше света, чем
при выращивании низкорослых, — салата, шпината, ре-
диса и др. Согласно Рожанской (1967), при выращива-
нии огурцов освещенность в теплице на высоте 50 см
от поверхности почвы равна всего 7—10 % освещеннос-
ти на открытом участке. Условия освещенности улучша-
ются, когда ряды растений идут с севера на юг. В этом
случае Раудсеп (1960) получал более высокие урожаи
огурцов, чем* * при направлении рядов с востока на за-
пад. Имеют значение также площадь ассимиляционной
поверхности и ориентация листьев по отношению к па-
дающим солнечным лучам.
В многолетних исследованиях, проведенных на
КОС* — Сандански, НИИОК «Марица» и на кафедре
овощеводства ВСИ** «В. Коларов» в Пловдиве, доказа-
но, что освещенность в теплицах с покрытием из поли-
этиленовой пленки в основных районах овощеводства
в феврале—октябре достаточна для фотосинтеза, роста
*КОС — Комплексная опытная станция.
*БСИ — Высший сельскохозяйственный институт.
77
и развития наиболее требовательных к свету овощных
культур (рис. 25). Для поддержания и улучшения ре-
жима освещенности в культивационных сооружениях
пластмассовое покрытие должно быть чистым, для чего
его при многократном использовании и загрязнении
периодически моют чистой водой.
Температурные условия
Температурные условия в теплицах определяются
прежде 'всего интенсивностью солнечной радиации,
свойствами пластмассового покрытия, способом обогре-
ва и мощностью отопительной установки.
Температура воздуха. Благодаря проникновению
солнечной радиации и прежде всего инфракрасных лу-
чей, ограниченному излучению тепла и слабо выражен-
ному турбулентному воздухообмену температура в теп-
лице выше, чем вне ее. В необогреваемых теплицах в
Болгарии в марте и апреле эта разница температур
равна 0,4—6,2 °C в Сандански и от 7 до 12 °C в Плов-
диве. В зависимости от интенсивности солнечной ради-
ации температура в теплицах в солнечные дни быстро
повышается, и максимальная разница по сравнению с
температурой вне теплиц возрастает до 15—22 °C, а в
облачные дни температура повышается медленно, и
разница температур не превышает 3—6,5 °C. Ночью
температура снижается и приблизительно равна тем-
пературе вне теплицы. Разница между дневной и ноч-
ной температурой при ограниченном вентилировании
Таблица 14. Процессы теплообмена в теплицах, покрытых
различным материалом, кал/см2 (по Беснеусу)
Показатели
Полиэти-
леновая
пленка
Полихлор-
виниловая
пленка
'Л
Полиэфир-
ные нлн
полихлор-
виниловые
панели
Стекло
Поступление солнечного
тепла на открытую по-
верхность
Приток тепла в теплицу
Потери за день
Остаток к вечеру
Потери тепла ночью (без
конвективных)
Остаток тепла к утру
400 400 400 400
320 320 280 340
55 30 0 0
265 290 280 340
225 174 28 0
40 116 252 340
78
Рис. 26. Средняя дневная температура в
теплицах с разным покрытием:
1 — полиэтиленовая пленка; 2 — полихлорвинило-
вая пленка; 3 — армированная полнхлорвиниловая
пленка. А — минимальная; Б — максимальная;
В — в почве.
35
30
велика и в условиях Сандански мо- 25-
жет достигать 36,6°С. В облачные ^^3
дни колебания значительно меньше.
При вентилировании теплиц колеба- / ’
ния уменьшаются до 7,3 °C, а при
поливе — до 6 °C (Цеклеев, 1971). /
Оптические свойства пластмасс— /
их проницаемость для инфракрас- Я? &
ных лучей — существенно влияют ।
на процессы теплообмена в тепли- 28JII10,№
цах (табл. 14).
Лучшими теплоизоляционными свойствами характе-
ризуются полиэфирные и полихлорвиниловые панели,
а из пленок — полихлорвиниловые. Тепловой баланс
наименьший в теплицах с покрытием из полиэтиленовой
пленки. Большие дневные и особенно ночные потери
тепла неблагоприятно отражаются на температурных
условиях (рис. 26). Среднесуточная температура в теп-
лице с покрытием из полиэтиленовой пленки ниже на
0,8—1,4 °C, максимальная — на 0,8—1,9 °C, а минималь-
ная— на 0,8—1 °C, чем при покрытии из полихлорвини-
ловой пленки. При покрытии армированной пленкой
приток коротковолновых и потери длинноволновых ин-
фракрасных лучей уменьшаются, вследствие чего тем-
пература днем ниже, а ночью выше, чем при покрытии
обычной пленкой.
На температурный режим влияет также и цвет
пластмассы, что связано с ее фотоизбирательностью.
Согласно Фавилли (1966), температура днем выше под
синей полихлорвиниловой пленкой, чем под красной
или бесцветной. Максимальная температура ниже, а
минимальная выше под красной пленкой, чем под бес-
цветной или синей.
В горизонтальном и вертикальном направлении
температура изменяется неравномерно. Разница темпе-
ратур на высоте 2 см и 150 см достигает 5,3 °C (Цекле-
ев, 1966). В горизонтальном направлении колебания
79
зависят от ориентации теплицы: при направлении с
юго-востока на северо-запад среднемесячная темпера-
тура в северо-западной половине теплицы выше на 0,1—
0,4 °C, а при ориентации с северо-востока на юго-за-
пад— на 0,1—1°С выше в северо-восточной ее половине.
Независимо от ориентации теплицы в центральной ее
части теплее вследствие меньшего воздухообмена.
Согласно Колясевой (1964), температура в теплице
изменяется в зависимости от соотношения между пло-
щадью покрытия и площадью самой теплицы, выражае-
мого коэффициентом ограждающей поверхности. При
уменьшении коэффициента с 1,8 до 1,2 температура по-
вышается на 1,6 °C, а при увеличении его с 1,8 до 2,6 —
снижается на 1,5—1,9 °C. С увеличением объема тепли-
цы скорость повышения и снижения температуры и
суточные колебания уменьшаются, что облегчает регу-
лирование температуры днем и сохранение тепла ночью.
По данным Бонфильоли (1966), для Италии опти-
мальное соотношение между объемом теплицы и ее
площадью равно 2,75 м3/м2, а для Болгарии, по данным
наших исследований, оно равно примерно 3,2 м3/м2.
В блочных теплицах дневная температура ниже, а
ночная выше, чем -в односекционных (рис. 27). Это
объясняется меньшим радиационным балансом днем и
меньшей потерей тепла ночью. Сумма эффективных
среднесуточных температур в таких теплицах выше. По
данным Гончарука (1971),
сумма эффективных темпера-
тур воздуха (выше 10°С) в
блочной теплице за четыре дня
достигла 64,8°С, что на 12,3°С
выше, чем в односекционной
теплице.
При двухслойном покрытии
температурный режгАт улучша-
ется, особенно ночью. Днем,
вследствие большего притока
солнечной энергии, в теплицах
с однослойным покрытием тем-
Рис. 27. Температура воздуха в теп-
лице на высоте 100 см:
а — средняя; б — минимальная; в —макси»
мальная. / — блочная теплица; 2 — одно*
секционная теплица.
//7/ Ш JU.V 1U.VI ММ
80
пература воздуха в полуденные часы выше, а в осталь-
ные— ниже, чем в теплицах с двухслойным покрытием.
Эффект создается воздушной прослойкой между двумя
слоями покрытия, которая служит препятствием для по-
тока тепла. Оптимальное расстояние между двумя слоя-
ми пленки равно 2—5 см. При большем расстоянии поте-
ри тепла увеличиваются, хотя и ненамного. Согласно
Уолкверу (1966), двухслойное полиэтиленовое покрытие
уменьшает теплопотери на 46%, а трехслойное — на 62%
по сравнению с однослойным.
Шомош и др. (1975) отмечали значительное улучше-
ние температурного режима,, если между двумя слоями
покрытия непрерывно циркулировала, вода (термальная
или промышленная) с температурой 12—15 °C. Водный
экран резко уменьшал эффективное излучение, сохраняя
накопленное тепло, вследствие чего температура воз-
духа в теплице была на 10—12 °C выше, чем сна-
ружи.
Во Франции и Греции разработаны системы исполь-
зования солнечной энергии для улучшения температур-
ных условий. По одной из них теплицы имеют двухслой-
ное покрытие из полиэфирных панелей, причем внутрен-
няя обладает фотоизбирательными свойствами. Она
пропускает видимые и задерживает инфракрасные лучи.
Днем по внутреннему слою покрытия пропускается во-
да, которая нагревается солнцем до 25—30 °C и собира-
ется в емкости, установленные в теплице. Ночью нагре-
тая вода циркулирует по рукавам из черной пленки и
обогревает воздух и почву. В Другой аналогичной систе-
ме воду нагревают, пропуская ее между двумя слоями
полиэтиленовой пленки (внешний— прозрачный, а
внутренний — черный), натянутой на рамки вне теп-
лицы.
Двухслойное покрытие может использоваться и в
виде дополнительного тоннельного покрытия. В этом
случае температура воздуха под тоннельным покрыти-
ем повышается на 3,7 °C по сравнению с температурой
в теплице, где оно применяется. Температура заметно
повышается, если тоннель накрыть матами. Наши ис-
следования показывают, что при использовании матов
температура под таким укрытием на 3—8 °C выше, чем
под укрытием без матов, и на 7—12 °C выше, чем вне
теплицы.
Проветривание существенно влияет на температуру
6 Заказ 4851
81
и служит средством ее регулирования. При вентилирова-
нии односекционной теплицы с использованием фрамуг
эффект выше, если площадь фрамуг равна приблизи-
тельно 30 % общей площади покрытия. При принуди-
тельном вентилировании воздухообмен зависит прежде
всего от интенсивности солнечной радиации. Пассивно-
принудительное вентилирование (при одновременном
использовании фрамуг и вентиляторов) эффективно,
если температура воздуха вне теплицы превышает 25 °C.
В такие дни используют вентиляторы, достаточно мощ-
ные для семикратного обмена воздуха в час. Темпера-
тура в этом случае на 6 °C ниже, чем при вентилирова-
нии с использованием фрамуг, площадь которых равна
10 % площади покрытия.
Перфорация пластмассового покрытия (3—5 % по-
верхности покрытия) снижает среднесуточную темпера-
туру воздуха на 1—2 °C, а максимальную — на 2—5 °C.
Отверстия диаметром 40—50 см располагаются в шах-
матном порядке на высоте 1 м с обеих продольных сто-
рон односекционной теплицы и на покрытии секций
блочной теплицы.
Полив и транспирация растений снижают темпера-
туру воздуха, так как на испарение расходуется тепло-
вая энергия (на испарение 1 г воды — 590 кал). Поэто-
му при выращивании более облиственных растений
транспирация больше и температура ниже, а при более
загущенном размещении растений днем теплее, а ночью
прохладнее, чем в теплице без растений. Исследования
Уолквера (1966) показывают, что при высоте растений
томата 2 м на транспирацию расходуется 60 % поступа-
ющей солнечной энергии.
Максимальная температура воздуха в теплице высо-
кая, причем в период вегетации в некоторых районах с
более солнечной теплой погодой она достигает 40 °C и
больше. В такие дни нарушается нормальное развитие
выращиваемых культур, что неблагоприятно отражает-
ся на количестве и качестве продукции.
Минимальная температура изменяется иначе, чем
максимальная, причем средние ее значения в теплице
близки к температуре вне теплицы, а иногда и ниже.
При снижении температуры на открытом участке ниже
0 °C в теплицах с покрытием из полиэтиленовой пленки
она выше на 0,4—2,8 °C, а в некоторые дни ниже
на 0,3 °C.
82
Исследования показывают, что минимальная и мак-
симальная температура в теплицах с полихлорвинило-
вым покрытием соответственно на 1,1 и 1,0 °C выше,
чем в теплицах с полиэтиленовым покрытием. При ис-
пользовании для покрытия армированной пленки мини-
мальная температура повышается на 1,9 °C, а макси-
мальная ниже на 2,3—4 °C. Аналогичные данные приво-
дят Рожанская (1964) и Майер (1972) для теплиц с
покрытиями из полиамидной пленки и полиэфирных
панелей — минимальная температура под этими покры-
тиями выше соответственно на 1,6 и 1,9 °C по .сравне-
нию с покрытием из полиэтиленовой пленки.
В блочных теплицах и при использовании двухслой-
ного покрытия минимальная температура значительно
выше, а максимальная — ниже (табл. 15).
Таблица 15. Минимальная температура воздуха на поверхности
почвы в теплице с однослойным и двухслойным покрытием в мае, °C
(по Гончаруку)
Варианты Дата наблюдения
4 5 6 7 18 19 20 21
С двухслойным
покрытием
С однослойном
покрытием
Открытая по-
верхность —
контроль
3,5
—1,0
—5,0
9,5
10,0
6,0
2,6
1,6
По сравнению с односекционными теплицами мини-
мальная температура в блочных выше на 0,6—0,8°С, а
в теплицах с двухслойным покрытием — на 0,6—4,5°С.
Этого достаточно, чтобы предохранить растения от за-
мерзания при снижении температуры вне теплицы до
—4°С.
Согласно Тараканову (1968), растения можно пре-
дохранить от действия низкой температуры (до — 5°С)
путем укрытия гидрофобной бумагой, армированной
пластмассовыми нитями.
Другой способ защиты растений от мороза в тепли-
цах без обогрева — создание искусственного тумана
6*
83
путем дождевания. При орошении в норме 5—15 л/м2
воздух насыщается водяным паром, что уменьшает
радиационное излучение, и минимальная температура
повышается. В некоторых странах (СССР, Франция)
орошают наружные стороны пластмассовых теплиц.
С этой целью над коньком теплицы на высоте пример-
но 1 м через каждые 10—15 м устанавливают дожде-
вальные насадки. Когда температура снижается до 2°С,
включают дождевальную установку и над теплицей со-
здается завеса из мелких капель воды, действующих
термоизолирующе. Опыты во Франции показывают, что
в этом случае при температуре вне теплицы — 3°С тем-
пература в теплице на 4—5°С выше. Дождевальная ус-
тановка используется и в летнее время для охлажде-
ния теплиц, если температура наружного воздуха ста-
новится выше 25°С. При использовании этой установки
необходимо иметь надежную систему для отвода воды
с участка.
Температура воздуха в обогреваемых теплицах за-
висит в основном от мощности отопительной установки
и материала покрытия. При прочих равных условиях
температурный режим наиболее благоприятен под ук-
рытием из полиэфирных панелей, менее благоприятен
под укрытием из полихлорвиниловой пленки и наиме-
нее благоприятен — под укрытием из полиэтиленовой
пленки. По сравнению с остекленными теплицами по-
тери тепла и затраты на обогрев в полиэтиленовых теп-
лицах на 25% выше, что увеличивает себестоимость
продукции. Исследования показывают (рис. 28), что в
ноябре, декабре и январе при мощности отопительной
установки 100 кал/м2/ч температура воздуха в теплице
низка (8—10°С) и недостаточна для выращивания теп-
лолюбивых культур, а относительная доля затрат на
обогрев очень велика — больше на 65%. В феврале и
марте температура повышается до 15,2—19,7°С при не-
большом расходе топлива — 50—60 т/га. В этот пери-
од можно выращивать томаты, перец, землянику, цве-
точные культуры, рассаду овощных и других культур,
а в конце марта — арбузы, дыни и другие теплолюби-
вые культуры. В апреле и мае температура оптималь-
на для выращивания всех теплолюбивых культур и рас-
ход топлива минимальный — около 20 т/га.
Вертикальный и горизонтальный температурный
градиент в теплице зависит от способов обогрева и
84
Рис. 28. Расход нефти на обогрев 0,1 га теплиц и изме-
нение температуры воздуха по месяцам в теплице (/)
и вне ее (2).
вентиляции. Согласно Куртенеру (1967), при калори-
ферном обогреве с расположением воздуховодов у
конька теплицы температура воздуха в этой части вы-
ше на 8—10°С, чем в припочвенном слое. Кроме того,
при высоком расположении труб потери тепла в 1,5 ра-
за больше. Установлено также, что если отверстия воз-
духоводов расположены с нижней стороны, колебания
температуры в горизонтальном направлении в зоне ра-
стений достигают 5—6°С, а если с боковых сторон, то
температурный градиент равен 2—3°С. Результаты ис-
следований показывают, что когда теплый воздух по-
дается прямо от теплогенераторов или воздуховодами,
установленными параллельно (через 36 м один от дру-
гого) вдоль длинных сторон блочных теплиц, темпера-
тура в слое 2—200 см колеблется от 2,7 до 5, ГС, а в
горизонтальном направлении — от 4,8 до 5,9°С при вен-
тилировании и от 0,3 до 1,5°С — без вентилирования.
Это способствует неравномерному росту и развитию
растений в отдельных секторах теплицы.
85
Для теплиц с полиэтиленовым покрытием и кало-
риферным обогревом характерно быстрое снижение и
повышение температуры. В первый час после отключе-
ния обогрева температура снижается на 8, ГС, а при
включении — повышается на 5°С. С целью уменьшения
потерь тепла и улучшения температурного режима в
этих теплицах все чаще используют двухслойное по-
крытие.
Многие исследователи (Фрилингсфорт, 1966; Шел-
дрейк, 1966; Бюклон, 1965; Вокан, 1974) сообщали,
что двухслойное полиэтиленовое покрытие уменьшает
затраты на обогрев на 20—30% по сравнению с одно-
слойным покрытием. В этом случае затраты на обогрев
меньше, чем в стальных остекленных теплицах. По дан-
ным Мусарда (1975), теплоизолирующий эффект еще
больше, когда между двумя слоями покрытия вместо
воздуха вводится СОг, обладающая меньшей теплопро-
водностью, или один из двух слоев покрытия — поли-
мер, малопроницаемый для инфракрасных лучей.
В некоторых странах для создания более благопри-
ятного температурного режима используют распреде-
лительные полиэтиленовые рукава диаметром 50—60 см,
размещение которых меняют в зависимости от высоты
растений. Рукава располагают на расстоянии друг от
друга, равном их диаметру, причем один конец рукава
соединен с центральным распределительным рукавом,
а тот — с вентилятором. Вентилятор включают вече-
ром, рукава наполняются воздухом и образуют плот-
ную завесу над растениями. Утром вентилятор выклю-
чают, воздух выходит из рукавов, их свертывают и они
не затеняют растения. При включении теплогенерато-
ра теплый воздух вентилятором нагнетается в распре-
делительные рукава, обеспечивая более благоприятный
температурный режим. В других странах практикуют
размещение вечером между растениями и стенкой теп-
лицы экранов из черной полиэтиленовой пленки. Благо-
даря этому уменьшаются конвективный теплообмен и
потери тепла, а затраты на обогрев снижаются на 33%.
Недостаток этого способа—.сильное охлаждение расте-
ний холодным воздухом, когда экраны убирают утром.
Более эффективна установка в теплицах экранов,
покрытых станиолем. Экран раздвижной — вечером
раздвигается, перекрывая пространство над растения-
ми, а утром механически сдвигается для того, чтобы
86
не мешать доступу света. Растения при такой защите
более жизнеспособны, развиваются быстрее, обеспечи-
вают получение более раннего урожая качественной
продукции.
Представляют интерес исследования, проведенные
Бауманом (1962, 1964) и Фогелем (1966), по сравне-
нию температурного режима в остекленных и полиэти-
леновых пленочных теплицах. Было установлено, что в
летние месяцы в теплицах из полиэтиленовой пленки
среднесуточная температура воздуха, минимальная и
максимальная, ниже соответственно на 1,1—1,4°С,
1—2,5 и 1,5—2,5°С, чем в остекленных теплицах. В
зимние месяцы, когда приток солнечной энергии мал,
разница в температуре уменьшается. Затраты на обо-
грев полиэтиленовых теплиц на 12—15% выше, поэто-
му в зимние месяцы предпочтительно выращивать куль-
туры, менее требовательные к теплу.
Температура почвы. Установлено, что в условиях
Болгарии среднесуточная температура на поверхности
почвы в необогреваемых теплицах с покрытием из по-
лиэтиленовой пленки выше, чем на открытой поверхно-
сти, на 0,1—9,5°С, на глубине 10 см — на 0,1—6,7°С и
на глубине 20 см — на 0,1—5,7°С. В солнечные дни
температура почвы на 2,8°С выше, чем в облачные дни.
Обычно в конце марта температура почвы в тепли-
це такая же, как в открытом грунте в конце апреля,
т. е. в пластмассовых теплицах создаются благоприят-
ные условия для высадки теплолюбивых культур на
месяц раньше.
Температура почвы в зоне корневой системы нео-
динакова. Среднесуточная температура на поверхно-
сти почвы выше, чем на глубине 10 и 20 см, соответст-
венно на 0,2—4,3°С и 0,4—6,5°С. Ночью и утром темпе-
ратура почвы на глубине 20 и 10 см выше, чем на ее
поверхности.
В горизонтальном направлении температура почвы
в теплице распределена неравномерно. Полосы в теп-
лицах вблизи стен или непосредственно граничащие с
почвой снаружи теплиц теряют больше тепла, чем
внутренние секторы, и температура почвы здесь на
2—4,5°С ниже. При ориентации теплицы с востока на
запад температура почвы в восточной половине выше,
чем в западной, причем в односекционных теплицах
эта разница больше, чем в блочных.
87
Температура почвы в теплицах с полихлорвинило-
вым покрытием на 0,9—2,2°С выше, чем в полиэтиле-
новых теплицах, а при использовании армированных
покрытий разница возрастает на 1,1—3,4°С. Так же,
как и температура воздуха, температура почвы выше
в теплицах с полиамидным и полиэтилентерафталатным
покрытием.
Вентилирование и полив снижают температуру поч-
вы. Температура в теплице после вентилирования на
2,2 °C ниже, чем перед вентилированием, а после поли-
ва— на 1,8 °C ниже, чем перед поливом. Температура
в блочных теплицах на 0,2—2,9°С ниже, чем в односек-
ционных. Двухслойное покрытие улучшает темпера-
турный режим на 1,1—2,9°С, а когда на второй слой
покрытия помещают рогожные маты — температура на
7,5—8°С выше, чем на открытом участке.
При мульчировании почвы в теплице .черной, серой
и прозрачной пленками в почву поступает на 40% боль-
ше тепла. Накопленное в течение дня тепло лучше со-
храняется в мульчированной почве, так как расход
энергии на испарение в два раза меньше и теплоотда-
ча в воздух на 17% меньше, чем в открытом грунте
(Розов, 1963). Температура изменяется в зависимости
от ширины мульчированной полосы и площади, остаю-
щейся без мульчи. С увеличением замульчированной
площади и уменьшением площади отверстий в мульче
температура почвы повышается. Днем температура поч-
вы повышается сильнее всего под прозрачной и серой
пленкой, а ночью тепло сохраняется лучше под черной
пленкой. В условиях Пловдива температура на глуби-
не 5 см в 8 ч утра при мульчировании прозрачной и
черной полиэтиленовой пленкой была соответственно
на 0,4—1,7°С и 0,3—1,2°С выше, чем без мульчи
(рис. 29). Меньший эффект при мульчировании черной
пленкой объясняется поглощением инфракрасных лу-
чей и термическим сопротивлением воздушной прослой-
ки между почвой и мульчей. Температура днем выше
на поверхности почвы, а ночью — в глубине.
Очень хорошие результаты получены Кудряшовым
(1965) при сочетании мульчирования с размещением
теплоизолирующего слоя из камыша под культурным
слоем почвы на глубине 20—25 см. В этом случае сред-
несуточная температура почвы на глубине 10 см была
22,5 °C, в открытом грунте 1,5 °C, а в парнике с биотоп-
88
ливом — 22,2 °C. Повышение температуры объясняется
меньшими потерями тепла, отводимого в более глубо-
кие слои почвы.
Хорошие результаты дает изоляция слоя почвы или
другого субстрата полиэтиленовой пленкой, что прак-
тикуется при производстве рассады. В этом случае сред-
несуточная температура субстрата на глубине 5 см на
0,4—1,0 °C выше, чем при отсутствии изоляции. Темпе-
ратурные условия улучшаются также и при использо-
вании горшочков — температура в них повышается на
0,3—0,6 °C по сравнению с температурой гряды.
В феврале и первой половине марта, несмотря на
благоприятный температурный режим воздуха, темпе-
ратура почвы низкая, что препятствует более ранней
посадке и выращиванию теплолюбивых культур и не-
пикированной рассады для раннего производства ово-
щей в открытом грунте. Двухслойное пленочное покры-
тие теплицы позволяет повысить температуру почвы на
2—5,3 °C сравнительно с однослойным. Оптимальный
температурный режим для растений в зимние месяцы
можно создать и путем обогрева почвы. На КОС Сан-
дански применяется видоизмененный классический
способ обогрева почвы. Растения или рассаду выращи-
вают в ящиках или на стеллажах, поднятых на высо-
ту 50 см, под которыми проходят полиэтиленовые ру-
кава с теплым воздухом. Обычно в ящиках температу-
ра на 8—12 °C выше, чем в поч-
ве теплиц с воздушным обогре-
вом. Медленное снижение и не-
большие колебания температу-
ры в течение суток позволяют
периодически кратковременно
включать систему почвенного
обогрева, для чего расходуется
минимальное дополнительное
количество топлива.
Аналогичные результаты
получают, когда в питательном
Рис. 29, Температура почвы на глу-
бине 5 см в 8 ч:
1 — под черной полиэтиленовой пленкой;
2 — под прозрачной полиэтиленовой плен-
кой; 3—без мульчи.
Ш 10.Ш 20JH30.UI ЮЛ 1O.Y ЮЛ
89
субстрате на глубине 5—10 см укладывают полиэтилено-
вые трубы диаметром 20 мм. По трубам циркулирует
вода, нагретая до 30—4-0°C, вследствие чего температура
субстрата или почвы повышается на 6—10°С.
Во Франции для поддержания температурного ре-
жима почвы используют рукава из черной полиэтиле-
новой пленки толщиной 200 ммк, по которым пропу-
скают воду, нагретую до 25—30 °C (расход воды
40 л/м2/ч). Рукава размещают в рядах или междуря-
дьях, занимая от 50 до 80% площади теплицы. Темпе-
ратура воды в рукавах дополнительно повышается от
воздействия солнечных лучей на 2—4 °C и обеспечива-
ет повышение температуры почвы на 20 °C по сравне-
нию с температурой почвы вне теплицы. Для обогрева
почвы используют теплую воду от охлаждения атомных
электростанций и геотермальные воды; теплица может
подключаться и к другим источникам теплой воды с
температурой не ниже 40 °C.
*
*
лажность
воздуха
Влажность воздуха в полиэтиленовой теплице опре-
деляется интенсивностью испарения и транспирацией,
паропроницаемостыо пластмассы и воздухообменом.
Абсолютная влажность воздуха. Результаты иссле-
дований показывают, что в необогреваемых полиэтиле-
новых теплицах абсолютная
10JY Ш Ш Ш
Рис. 30. Абсолютная влажность
воздуха:
1 — в теплице; 2 — вне теплицы.
влажность воздуха колеб-
лется от 11 до 22,2 г/м3;
т. е. она выше влажности
наружного воздуха на
12 г/м3. В зимние месяцы
абсолютная влажность
ниже и увеличивается вес-
i ной и летом (рис. 30). Со-
держание водяного пара в
течение суток изменяется
аналогично изменению
температуры воздуха, и
разница с наружным воз-
духом наиболее велика в
полуденные часы, когда
оно достигает 45 ‘г/м3. В
солнечные дни вследствие
90
более высокой температуры и более интенсивного испа-
рения влажность воздуха в теплице на 0,6—19,6 г/м3 вы-
ше, чем в облачные дни.
Наблюдается тенденция к повышению абсолютной
влажности воздуха в центре теплицы сравнительно с
крайними секторами. Разница лучше всего выражена
в полуденные часы при вентилировании, и ее почти нет
при закрытых фрамугах. Содержание водяного пара
увеличивается в более высоких слоях воздуха теплицы,
причем на высоте 2 и 150 см разница достигает
10,6 г/м3.
Абсолютная влажность воздуха изменяется под вли-
янием полива, вентилирования и объема теплиц. После
полива содержание воды на испаряющей почвенной
поверхности увеличивается и абсолютная влажность
воздуха может быть на 21,1 г/м3 выше, чем в неполи-
той теплице.
При вентилировании содержание водяного пара
снижается на 2 г/м3 (а в некоторые дни и больше)
по сравнению с непроветриваемой теплицей. При уве-
личении объема теплиц влажность воздуха не возра-
стает, так как при более низкой температуре почвы ис-
парение меньше. В блочных теплицах влажность воз-
духа меньше, чем в односекционных. При двухслойном
покрытии паропроницаемость уменьшается и содержа-
ние водяного пара выше, чем под однослойным покры-
тием (рис. 31).
Пластмассовые пленки различаются по проницае-
мости для воды и водяного пара, что отражается на
абсолютной влажности воздуха в различных культи-
вационных сооружениях. По данным Тараканова (1968),
наибольшая паропроницаемость у полиэтилентерафта-
латной, полипропиленовой, полихлорвиниловой и по-
лиамидной пленок и наименьшая — у полиэтиленовой
пленки. Цвет пластмассы не влияет на содержание во-
дяного пара (Фавилли, 1969).
Относительная влажность воздуха. Она зависит от
температуры и абсолютной влажности. Так как в теп-
лицах температура повышенная и воздухообмен огра-
ничен, ОВВ под полиэтиленовым покрытием колеблет-
ся от 56 до 85%, т. е. она на 21 % выше, чем вне теп-
лицы. Она выше, чем в остекленных теплицах. В зим-
ние месяцы ОВВ высокая и снижается весной и летом,
когда теплицы чаще проветривают.
91
г/м1
26 г
19.120.131.122.1125.1126.1127.11
Рис. 31. Влажность воздуха:
а — абсолютная; б — относительная; / — в односекционной
теплице с однослойным покрытием; 2 —в блочной теплице с
двойным покрытием.
Когда теплица не вентилируется, ОВВ в различных
секторах приблизительно одинакова, а при вентилиро-
вании она выше в центре, чем у стен и около фрамуг.
ОВВ выше в более высоких слоях, причем в слоях вы-
ше 100 см она на 28% больше, чем в припочвенном слое.
При вентилировании ОВВ снижается и разница по
сравнению с невентилируемой теплицей в дневные ча-
сы достигает 6—18% • При поливе ОВВ повышается на
8—41 %.
С увеличением объема теплиц ОВВ уменьшается.
В блочных теплицах она на 1—9% ниже, чем в односек-
ционных. В теплицах с двухслойным покрытием влаж-
92
ность на 1—6% выше, чем в теплицах с однослойным
покрытием.
В обогреваемых теплицах влажность воздуха за-
висит от способа обогрева. При воздушном обогреве,
по данным Мессей (1964), ОВВ на 16,5% ниже, чем
при конвективном методе обогрева. Поэтому в пласт-
массовых теплицах применяют преимущественно кало-
риферный или комбинированный — водяной и калори-
ферный обогрев.
Оптимальную влажность воздуха в некоторых рай-
онах с сухим субтропическим и континентальным кли-
матом обеспечивают системами охлаждения. В этом
случае часть ограждающей поверхности теплицы за-
меняют полосами абсорбирующего материала, кото-
рый увлажняют водой, поступающей под давлением из
насадок на трубах. Через эти увлажненные материалы
проходит воздух, засасываемый мощными вентилято-
рами, расположенными на противоположных огражда-
ющих сторонах. В условиях Болгарии повышенная ОВВ
поддерживается путем полива дождевальной установ-
кой.
В некоторых районах Франции и Англии для соз-
дания необходимого микроклимата в теплицах с пласт-
массовым покрытием установлены аппараты, обогаща-
ющие воздух влагой и углекислым газом.
Воздушно-газовый режим
Воздушно-газовые условия в теплицах с пластмас-
совым покрытием отличаются от условий в остеклен-
ных стальных теплицах. Содержание азота, кислоро-
да, углекислого газа, аммиака и других газов в этих
сооружениях зависит от наличия органических веществ
в почве и биологических процессов, протекающих в
ней, от биологических особенностей и габитуса расте-
ний, интенсивности солнечной радиации, газопроница-
емости пластмассы, от режима вентилирования и др.
Содержание СО2 в теплицах выше, чем снаружи, что
объясняется более интенсивной деятельностью почвен-
ной микрофлоры. Кроме того, концентрация СО2 в зо-
не расположения устьиц листьев в 5—6 раз выше, чем
в воздухе под покрытием (Бюклон, 1968). По данным
Тараканова (1968), концентрация СО2 в теплицах с
огуречными растениями в течение дня колеблется от
93
0,04 до 0,08%, а ночью повышается на 0,11—0,13%. По-
тери СО2 вследствие проницаемости покрытия наимень-
шие под полиэтилентерафталатной и поливинилхлорид-
ной пленками и наибольшие под полиэтиленовой плен-
кой.
Поддержание оптимальной для растений концент-
рации СО2 в период вегетации в пластмассовых тепли-
цах неосуществимо естественным путем. Поэтому прак-
тикуется искусственное обогащение воздуха теплиц
СО2. Установлено, что для поддержания концентрации
СО2 в пределах 0,12—0,25% на площади 1000 м2 за 8 ч
расходуется 15—20 кг пропана. Использование жид-
кой СО2 обходится в два раза дороже, а твердой СО2
(сухого льда) намного больше.
В Болгарии обогащение теплиц СО2 достигается пу-
тем мульчирования почвы свежим навозом, но вследст-
вие трудности его распределения необходимо сочетать
этот способ с промышленным.
I
3
ВЛИЯНИЕ МИКРОКЛИМАТА НА РОСТ
И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИИ
Важным условием поддержания нужного микрокли-
мата в теплице является изучение процессов, происхо-
дящих в растениях, и влияния условий среды на рост.
При большой изменчивости факторов микроклима-
та в теплицах их регулирование до пределов, оптималь-
ных для выращиваемых культур, безусловно необходи-
мо. Полезно знать и взаимоотношения между средой
и растениями, создаваемые этими изменениями. Это
единая система — растение — среда, в которой расте-
ния чаще* всего вынуждены приспосабливаться.
Равновесие между ростом и развитием растений.
Все продукты, образуемые в процессе фотосинтеза, ха-
рактеризуют общую продуктивность ассимиляции. По-
сле вычета части веществ, расходуемых на дыхание,
остается другая часть, которая идет на увеличение мас-
сы растения и называется чистой продуктивностью фо-
тосинтеза. Желательно, чтобы процессы роста и разви-
тия протекали так, чтобы баланс был положительным.
Хорошее представление об этом дает рисунок 32 (по
Клапвайку).
Целью является обеспечить не только максимальное
накопление продуктов фотосинтеза, но и поступление
продукции в определенное время и при минимальных
затратах.
Растение расходует больше всего веществ на дыха-
ние и рост. Поэтому наибольший урожай получают,
поддерживая температуру на 2—4 °C ниже оптималь-
ной. Однако в этом случае культура занимает теплицу
слишком долго, урожай поступает намного позже и до-
ход невелик.
Быстрое развитие тепличной культуры при темпе-
ратуре, немного выше оптимальной, обеспечивает на-
иболее ранние урожаи, однако это не всегда рента-
бельно. При более сильном обогреве урожай убирают
рано, но он может оказаться таким низким, что даже
высокие цены на раннюю продукцию не покроют зат-
рат. Поэтому необходимо избегать крайностей, т. е. не
95
Приход
Расход
Фотосинтез при ggg
недостатке сое- -----
та
Недостатон ассими-
лятор
Всего [ffl
Дыхание при
очень бы синай
температуре
Рис. 32. Образование и расход сухого вещества.
выращивать культуры при высокой или низкой темпе-
ратуре.
На рост и развитие растений можно воздействовать
освещением, температурой, вентилированием и водным
режимом.
Необходимо путем ежедневного воздействия этими
факторами па растения поддерживать благоприятное
соотношение между наиболее быстрым ростом и мак-
симальным образованием сухого вещества. Развитие
должно протекать в определенном направлении с це-
лью достижения максимального экономического эф-
фекта. На основании общего биологического положе-
ния о том, что рост вегетативных органов овощных рас-
тений протекает при более низких температурах, а пло-
дообразование — при более высоких, на практике при-
нято до начала плодоношения поддерживать более
низкую ночную температуру, которую позднее повы-
шают.
В противовес этому датский специалист Йенсен ре-
комендует до плодоношения поддерживать темпера-
туру на несколько градусов выше, а с начала сбора
плодов и до конца вегетации каждые две недели изме-
96
нять температуру последовательно, то на высокую, то
на низкую.
Путем регулирования условий в теплицах, особен-
но при выращивании плодовых овощных культур, обес-
печивается плодообразование и ограничивается появле-
ние болезней и вредителей растений. Например, рас-
крытие пыльцевых мешков у томата облегчается, а
прорастание спор возбудителей грибных болезней за-
трудняется, если ОВВ снижают путем усиленного вен-
тилирования и обогрева. Критический период в этом
отношении — утренние часы при переходе от ночного
режима к дневному. В этих случаях перед восходом
солнца ненадолго включают обогрев для создания свое-
образного теплового толчка, благодаря которому пре-
дотвращается конденсация водяного пара.
Фотосинтез — это процесс преобразования солнеч-
ной энергии в сухое вещество, используемое для обра-
зования новых ветвей, листьев и генеративных органов.
Чем интенсивнее фотосинтез, тем больше образуется
сухого вещества и рост растений происходит быстрее,
но для этого необходимо больше питательных веществ.
Растения с помощью хлорофилла, придающего зеле-
ную окраску листьям, преобразуют свет и минеральные
вещества в органические. В цветках, плодах и стеблях,
имеющих зеленую окраску, также протекает фотосин-
тез, хотя и в меньшей степени. Очень старые, начавшие
желтеть листья почти не способны к фотосинтезу. На-
личие их на растениях, выращиваемых в культивацион-
ных сооружениях, препятст-
вует проникновению солнеч-
ного света к расположенным
ниже частям, равномерному
распределению тепла и цир-
куляции воздуха.
Каждая культура в зави-
симости от ее происхожде-
ния требует определенной
температуры для нормаль-
ного хода фотосинтеза. В за-
висимости от условий ее
формирования она может
переносить большие или
меньшие колебания темпе-
ратуры, Интенсивность фо-
Рис. 33. Зависимость между
фотосинтезом и температу-
рой при выращивании огур-
цов;
/ —. фотосинтез; 2 — температура.
7 Заказ 4851
м
97
тосинтеза возрастает с повышением температуры, но
при очень высокой температуре она снижается (рис. 33).
Температурный оптимум для овощных культур, вы-
ращиваемых в теплицах, лежит в пределах 18—30 °C.
Этот большой диапазон обусловлен сравнительно боль-
шим числом культур, из которых одни переносят низ-
кую температуру, а другие требуют высокой. Темпера-
тура выше 35 °C резко снижает продуктивность расте-
ний, а выше 45 °C — губит их.
При дыхании и разрушении сухого вещества осво-
бождаются тепло, вода и углекислый газ. Очень актив-
ное дыхание, как процесс, при котором расходуются
углеводы, образованные в результате фотосинтеза, мо-
жет вызвать ограничение ростовых процессов. При под-
ходящих температурных условиях и достаточном осве-
щении в некоторые периоды вегетации общее количест-
во ассимилятов может значительно превышать то их
количество, которое расходуется на дыхание, и в этом
случае резко усиливаются ростовые процессы. У старых
растений с большой долей стеблей и корней и относи-
тельно малой долей активно синтезирующих листьев
очень велики затраты на дыхание. Соотношение между
массой стеблей и листьев сильно колеблется. Молодая
рассада томатов в первые недели на 75% (по массе)
состоит из листьев. Позднее, когда образуются плоды,
доля листьев составляет не более 25%. Зимой, когда
интенсивность фотосинтеза невелика, старые растения
с большой массой листьев отстают в росте от молодых.
Этим объясняется, почему зимние тепличные культуры
с большим трудом возобновляют рост весной.
Интенсивность дыхания определяется температурой
растения, которая зависит от температуры воздуха и
почвы. При высоких, но не летальных, температурах
дыхание очень интенсивное и может наблюдаться не-
достаток пластических веществ. Тогда освобождает-
ся мало энергии и рост замедляется, а если этот про-
цесс длится долго, то растения истощаются, становят-
ся тонкими, длинными, а их старые листья желтеют.
Это наблюдается при слабом фотосинтезе и быстром
расходовании пластических веществ, т. е. при усилен-
ном дыхании.
Поэтому в зимние месяцы, когда освещение слабое
и образуется мало продуктов фотосинтеза, процессы
диссимиляции нужно максимально ограничить..
08
Днем, когда условия освещенности обеспечивают
интенсивный фотосинтез, поддерживают более высокую
температуру, а в облачную погоду и ночью — более
низкую. При автоматическом регулировании темпера-
туры в дни с большой облачностью можно перейти к
ночному режиму и снизить температуру. Даже при ав-
томатизации системы обогрева температура в теплице
перед этим может быть значительной и снизится до за-
данной автоматикой через несколько часов. Это крайне
неблагоприятно отражается на росте салата, редиса,
лука на перо и др. И наоборот, при очень низкой тем-
пературе — ниже оптимальной, ростовые процессы у
всех культур крайне замедляются и расходуется мало
пластических веществ.
Трудности, связанные с низкими температурами,
возникают осенью преимущественно в необогреваемых
теплицах. В этот период много света, что может усилить
фотосинтез, но в ночные и утренние часы температура
низка. Низкие температуры иногда вызывают появле-
ние синей или аптоцианово-красноватой окраски на ли-
стьях салата, верхушках растений томата и перца. В
этих случаях часть ассимилятов преобразуется в
пигменты, а стебли и листья растут медленно и утол-
щаются.
Повышение температуры в этих случаях обяза-
тельно, так как создаются условия для оттока пла-
стических веществ из листьев, где они образуются, в
другие части растения и освобождения места для но-
вых продуктов фотосинтеза.
Содержание двуокиси углерода в теплице подвер-
жено значительным колебаниям. При достаточном воз-
духообмене оно такое же, как и вне теплицы,—-0,03%.
Ночью в теплице, занятой растениями, содержание
СО2 в воздухе обычно повышается. В закрытой тепли-
це при отсутствии движения воздуха концентрация
СО2 у поверхности листьев может достигать 0,05%. С
наступлением дня растения снова используют эту СО2,
и в закрытой теплице содержание ее в воздухе может
снизиться даже до 0,01 %.
Если газообмен между почвой и воздухом слабый,
содержание СО2 в почве возрастает, особенно если по-
верхность почвы переувлажнена или на ней образова-
лась корка. При высокой концентрации СО2 в почве
корневая система большинства растений страдает.
7*
99
Особенно неблагоприятно сказывается на растени-
ях снижение содержания кислорода.
Растения используют кислород окружающего их
воздуха, где его содержание равно примерно 21%. В
почве, особенно при затрудненном воздухообмене, со-
держание кислорода намного ниже, и в некоторых слу-
чаях это вызывает отмирание корней или по меньшей
мере замедление дыхания. В очень тонких надземных
частях растений и особенно в листьях этого не проис-
ходит. Когда толстые части — стебель и плоды не по-
лучают достаточно кислорода для нормального дыха-
ния, их внутренние ткани приобретают коричневую ок-
раску. Клетки в этом случае отмирают, так как не по-
лучают энергии, необходимой для их жизнедеятельно-
сти. При недостатке кислорода в почве не только
уменьшается поглощение воды корневой системой, но
и замедляется ее рост, что неблагоприятно отражается
на растениях. Поэтому хорошая аэрация почвы — это
основная предпосылка для нормального развития кор-
невой системы.
Улучшение структуры почвы достигается путем об-
работки, внесения органических удобрений или струк-
турообразующих веществ и дренажем.
Влияние света и тепла. Солнечный свет можно рас-
сматривать в двух аспектах — как источник энергии
для роста и как фактор, необходимый для фотосинте-
за. Вопрос о солнечной радиации как источнике тепло-
вой энергии был рассмотрен выше. Во втором аспекте
этот фактор связан с длиной дня (фотопериодом) и
влиянием света на развитие растений. В этом отноше-
нии особенное значение имеет спектральный состав
света. Если образование сухого вещества определяется
количеством поступающей световой энергии, то влия-
ние фотопериода не зависит от этого количества. На-
пример, для минимального роста некоторых культур
необходима интенсивность света 1000 люксов, а для
фотопериодического влияния достаточно 100 люксов.
Виды овощных растений, выращиваемых в тепли-
цах, существенно различаются по требованиям к про-
должительности дня. Томаты переходят в генератив-
ную фазу независимо от продолжительности светового
дня, но салаты зацветают при длинном дне.
Большая часть энергии солнечного света (около
75%) перехватывается листьями растений. Эта энергия
100
преобразуется при фотосинтезе. Около 15% падающего
на листья света отражается, а 10% проходит сквозь
листья, так как они тонкие. Это распределение свето-
вой энергии не изменяется в различные часы дня. Энер-
гия преобразуется при биохимических процессах или
отдается в окружающий воздух. Не более 5% солнеч-
ной энергии используется для фотосинтеза, а около
70% или еще больше превращается в тепло. Когда в
солнечные дни температура листьев выше температу-
ры окружающего воздуха, они излучают около 20%
энергии. Остальная часть (около 50%) используется
для физиологических процессов в растениях. Поэтому
коэффициент использования световой энергии очень
низок.
При большой листовой поверхности и равномерном
распределении света в теплице его энергия использует-
ся намного лучше. Указанная закономерность верна
для единичных листьев или если листья расположены
в одной плоскости. Хорошо развитое растение использу-
ет свет лучше, чем отдельный лист, так как отражен-
ный и прошедший через лист свет улавливается дру-
гими листьями (рис. 34). Стопроцентное использование
света верхними листьями было бы идеальным, но тогда
к расположенным ниже листьям свет уже не поступал
Отраженный
свет
Поотупаннцая
энергия, 100%
Ороходит снОозь
лист»15%>
Отражение» 5%
Теплоиз-
лучение, 20%
Потери
на транспи-
рацию,
шшшин
Потеря
тепла
ОпочОу
теплицы
Рис. 34. Распределение солнечного света, падающего на растения
в теплице.
101
бы, и они очень быстро стали бы отмирать. Отраженно-
го света в нижних зонах почти нет. Это обстоятельство,
а также и необходимость оставлять свободное прост-
ранство для работы ведут к улучшению светового ре-
жима, особенно для низко расположенных листьев. Не-
обходимо добиваться такого распределения листьев па
растениях, чтобы обеспечить максимальный доступ
света для фотосинтеза. Например, на 1 м2 площади
теплицы нормально следует иметь 5 м2 листьев.
Если на растении много листьев, то нижние отмира-
ют вследствие ослабления фотосинтеза. Чем слабее
солнечная радиация, тем быстрее желтеют листья в
нижней части растения. Бесспорно, при культуре тома-
тов или огурцов, когда междурядья широкие, нижние
листья желтеют медленнее, чем при выращивании пер-
ца. Для максимального использования продуктивно-
сти листьев нельзя удалять зеленые листья, так как это
связано с уменьшением общей фотосинтезирующей по-
верхности.
С другой стороны, если растения не достигают боль-
шой высоты и в период выращивания поступает много
солнечного света, целесообразно высаживать растения
теснее.
При благоприятном световом режиме летом сред-
няя продуктивность фотосинтеза равна 800— 1 000 г/м2
за педелю. В продуктивности фотосинтеза у отдельных
видов растений существует значительная разница. Так,
при слабой солнечной радиации огурцы хорошо разви-
ваются и накапливают много сухого вещества. Дыни —
растения степного происхождения, требуют обилия све-
та и сухого воздуха.
С помощью транспирации растения регулируют свою
температуру. Если влажность воздуха очень высокая,
транспирация ослабевает. При непрекращающемся пос-
туплении солнечного тепла температура растений, и
прежде всего листьев, повышается, и очень часто, осо-
бенно на листьях огурцов, появляются сухие пятна от
перегрева. Наиболее сильно это явление проявляется
под полиэтиленовыми укрытиями, когда вентилирова-
ние ограничено или отсутствует.
Высокая температура может иметь и другие вредные
последствия. Одно из них —это то, что при темпера-
туре выше 35°С пыльца овощных культур теряет спо-
собность оплодотворять. Если высокая температура
102
удерживается несколько дней, то завязывания плодов
не происходит до тех пор, пока не образуется жизне-
способная пыльца.
Температура растений в посеве не изменяется од-
новременно, так как иногда наблюдается разница в от-
дельных его частях и у растений в разных секторах
культивационного сооружения. Большие колебания мо-
гут наблюдаться и в температуре почвы. Корни в этих
случаях теплее или холоднее других частей растения,
поскольку считается, что температура подземных орга-
нов растения и почвы одинакова. Однако температура
поверхностного слоя почвы может отличаться от тем-
пературы воздуха и растения. Установлена еще и дру-
гая особенность: при повышении температуры почвы
для усиливающегося дыхания необходимо большее ко-
личество воздуха, но очень часто возможен недостаток
кислорода. Это вызывается переувлажнением, сильным
уплотнением почвы и др. Газообмен между почвой и
окружающим воздухом вследствие большого сопротив-
ления значительно слабее, чем движение воздуха. По-
ниженное содержание кислорода в почве может удер-
живать интенсивность дыхания корней на гораздо бо-
лее низком уровне, чем обеспечивается температурой
окружающей среды. Вследствие ослабленной деятель-
ности корневая система поглощает меньше воды, расте-
ния увядают и могут даже погибнуть. При достаточном
доступе кислорода в почву корни легче преодолевают
сопротивление сосущей силы почвы при поглощении во-
да и обеспечение ею растений улучшается.
При понижении температуры замедляется поглоще-
ние питательных веществ. Это особенно важно для то-
матов, так как у них поглощение фосфора сильно за-
медляется при температуре ниже 15°С. По данным не-
которых авторов, часть овощных растений слабо усваи-
вает железо при низкой температуре. Постоянная очень
низкая температура в зоне роста корневой системы ог-
раничивает поглощение воды так сильно, что расте-
ния отстают в развитии.
Высокая температура почвы, наоборот, обусловли-
вает поступление к корням большого количества ассими-
лятов, в результате чего корневая система сильно раз-
вивается, что служит предпосылкой для формирования
мощных растений. В теплицах в Болгарии вследствие
низкой температуры почвы корневая система томатов
103
развивается слабо. В большинстве случаев в теплицах,
где их выращивают, почвы не имеют дренажа и сильно
уплотнены, температура почв более низка и изменяет-
ся медленнее, чем температура воздуха.
Когда температура воздуха снижается, почва остает-
ся все еще теплой, а когда температура воздуха повы-
шается, почва остается холодной. Низкая температура
в зоне корневой системы в течение короткого периода
сама по себе не так опасна, как временное пони-
жение температуры надземных частей растений. Зимой,
когда нет возможности для обогрева, такое положение
может сохраняться более продолжительное время. Кор-
ни в этот период функционируют слабо. Повреждение
корневой системы, однако, может наступить лишь при
большой разнице температур воздуха и почвы.
Температура, при которой корневая система растет
наиболее быстро, зависит от биологических требова-
ний вида. Если корни томатов едва начинают расти
при 15°С, то салат очень быстро растет при этой тем-
пературе. Температурные пределы, благоприятные для
роста растений, в значительной степени наследственно
обусловлены. При высокой температуре растительные
клетки удлиняются и имеют большие размеры. Пред-
почтителен более медленный рост при не очень высокой
температуре, что обеспечивает получение более крепких
растений и более качественной продукции.
При слабом солнечном освещении и высокой темпе-
ратуре соцветия у многих сортов томата закладываются
над 10—-11-м листом вместо 6—7-го. Если поддерживает-,
ся низкая температура, при нормальном освещении число
соцветий у томата увеличивается и образуются проме-
жуточные и сложные соцветия. Можно также добавить,
что наблюдается лучшее цветение и завязывание пло-
дов. Когда температура в теплице очень низка, у то-
матов не происходит завязывания плодов, так как пыль-
ца не прорастает и пластические вещества почти не пос-
тупают в плоды.
Следовательно, температура по-разному влияет на
растения. Нужно стремиться к более полному ее соот-
ветствию биологическим потребностям выращиваемой
культуры. Особенно важно регулировать соотношение
между температурой и освещением, так как эти два фак-
тора тесно связаны между собой. В ясные солнечные дни
фотосинтез интенсивен, и в этом случае поддерживается
104
высокая температура. Если температура повышенная, го,
несмотря на усиление дыхания, остается много ассими-
лятов, пто обеспечивает лучшее развитие растений.
При слабом освещении и низкой температуре ин-
тенсивность фотосинтеза незначительна, но и расход
пластических веществ на дыхание небольшой. При вы-
сокой температуре, наоборот, ускоренно расходуются
образованные сахара, которых и без того недостаточно
вследствие слабого освещения.
Наибольшие требования к температуре и свету
предъявляют перец, арбуз, дыня и томат.
Томат и перец, выращиваемые в теплице без обо-
грева, развиваются в относительно не очень благоприят-
ных условиях. Летом и ранней осенью света достаточ-
но для нормального фотосинтеза, но ночью температура
очень низка и это задерживает перераспределение и
преобразование продуктов фотосинтеза. Дыхание замед-
ленно, корни растут лучше благодаря сравнительно вы-
сокой температуре почвы. Растения хорошо развиты и,
как правило, урожай высокий, но созревает позднее.
Литературные данные, а также и наши наблюдения
показывают, что при слабом освещении возникают раз-
личные нарушения в развитии цветков. Особенно по-
казательна реакция у растений томата, приводящая к
морфологическим изменениям в соцветиях. Соцветия в
этом случае простые и мелкие, преимущественно с не-
полноценными цветками. Зимой, когда освещение сла-
бое, образуются недоразвитые тычинки. Наоборот, при
повышенной влажности и таком же освещении тычинки
более длинные. В некоторых случаях при недостатке
света не происходит завязывание плодов, потому что
пыльца недоразвита или стерильна. При недостаточном
освещении в некоторых случаях пыльцевые мешки не
растрескиваются даже при наличии созревшей и фер-
тильной пыльцы.
Гистохимические исследования показывают, что в
нормальных цветках крахмал в тканях стенок пыльни-
ков разлагается, а при недостаточном освещении не об-
наруживают сахаров. Пыльники не раскрываются, так
как при слабом фотосинтезе не образуется фермент,
разлагающий крахмал в их стенках. Недостаточное ос-
вещение в таких случаях обусловливает функциональ-
ную стерильность. Не всегда нарушения в опылении и
оплодотворении можно связывать только с пыльцой.
105
Неблагоприятные условия в теплице могут вызывать на-
рушения и в развитии пестика. Высокие температура
или влажность способствуют удлинению столбика пести-
ка, ито, независимо от фертильности пестика, препят-
ствует оплодотворению. Исследования показывают, что
процент прилипшей к рыльцу пыльцы, ее прорастание и
достижение пыльцевой трубкой яйцеклетки тесно связаны
с тургором рыльца. Эти нарушения в развитии растений
могут быть связаны с водным балансом и условиями
микроклимата в теплице.
У огурцов нарушение репродуктивных процессов
встречается реже, чем у томатов, так как огурцы хоро-
шо развиваются при меньшей солнечной радиации зи-
мой. Так как огурцы происходят из тропических лесов
Индии, они особенно требовательны к выравненной тем-
пературе. Огурцы отрицательно реагируют на сильное
движение воздуха и низкую ОВВ. В Болгарии наблю-
дались случаи неправильного выбора режима при вы-
ращивании огурцов в культивационных сооружениях
осенью.
Арбузы и дыни, хотя это и близкие родственники
огурцов, очень требовательны к свету и низкой ОВВ.
Их целесообразнее всего выращивать в теплицах летом,
когда относительно легко создать подходящие для них
условия.
Перец — одна из культур, наиболее требовательных
к обоим факторам роста. Особенно требовательны сорта
из группы крупноплодных перцев. Для нормального раз-
вития им необходимы обилие света и несколько повы-
шенная влажность воздуха. Нарушение соотношения
между освещением и температурой может привести к
значительным изменениям в росте.
Салат по требованиям к микроклимату во многом
отличается от других культур. Осенью освещенность
уменьшается быстрее, чем температура, поэтому при
слабом освещении температура достаточна. Весной ос-
вещение усиливается и создается обратное положение —
температура недостаточна. При дыхании растения выде-
ляют тепло, но оно быстро рассеивается, и практически
температура не повышается. Это означает очень хоро-
ший рост салата осенью, когда солнечного света срав-
нительно мало для других культур.
Влияние относительной влажности воздуха. ОВВ —
очень важный показатель транспирационной способное-
106
ти растений. Растение томата в период массового пло-
доношения испаряет за сутки более 5 л воды, чему спо-
собствуют повышенная температура и прежде всего
усиленная вентиляция. (Чтобы транспирация не пре-
кращалась, влажность в теплице повышается (рис. 35).
Воздух поглощает водяной пар, выделяемый растения-
ми, пока не наступит насыщение, т. е. пока ОВВ не дос-
тигнет 400%. Пока устьица листьев закрыты, ОВВ в их
полостях равна 100% и испарения не происходит.
В теплице это бывает редко, потому что почти всегда
окружающий воздух отсасывает водяной пар из листьев.
Когда устьица листьев открываются, насыщенный вла-
гой воздух из них поступает в окружающее простран-
ство. Затем прилегающие к устьицам клетки получают
воду от соседних клеток и влажность воздуха в устьицах
снова повышается. Процессы, связанные с транспира-
цией, продолжаются до достижения влажности окру-
жающего воздуха. При ОВВ около 100% сосущая сила
воздуха сильно снижается, а при влажности 98% сосу-
щая сила воздуха равна сосущей силе растения, т. е.
примерно 15 атм. При ОВВ, омывающей лист, равной
100%, транспирация ограничена; например, в необогре-
ваемых теплицах в облачную погоду. Транспирация
прекращается при отсутствии солнечного света и обогре-
ва, которые обеспечивают необходимую для испарения
энергию. Во многих случаях, когда в воздухе около ли-
ста содержится много влаги, сосущая сила воздуха непо-
средственно у устьиц может быть очень небольшой. В
этом случае требуется усиленное вентилирование и по-
снижает содержание влаги в
вышение температуры, что
воздухе около устьиц и
увеличивает сосущую си-
лу воздуха.
Растения потребляют
гораздо больше воды, чем
необходимо для переме-
щения ассимилятов и для
роста. Они поглощают
примерно в 10 раз больше
воды, чем ее содержится
в различных органах. Су-
хая масса взрослых рас-
тений в 10 раз меньше
массы воды, содержащей-
Рис. 35. Движение воздуха на раз-
ном расстоянии от устьиц.
107
ся в них в момент уборки. Поглощаемые большие коли-
чества воды удаляются при транспирации. Фактически
между испарением и ростом существует связь, так как
высокая ОВВ и пониженное испарение вызваны более
слабым освещением. Низкая ОВВ и усиленное испарение
при нормальной температуре обусловлены обилием света.
Когда -солнечная радиация усиливается и устанавли-
вается очень теплая погода, усиливается и испарение,
и в этих условиях растения могут даже страдать от
иссушения.
При нормальных условиях поглощенное и испаренное
растением количество воды почти одинаково. Растения
не нагреваются солнцем слишком сильно, и температу-
ра листа остается нормальной, а ассимиляция и другие
процессы жизнедеятельности протекают нормально.
Ассимиляция и испарение обусловливаются одними
и теми же факторами -окружающей среды. Интенсивный
обмен водяным паром с окружающей средой и пос-
тупление двуокиси углерода и кислорода осуществляют-
ся через устьица/ находящиеся преимущественно на
нижней стороне листьев. Механизм этого сложного про-
цесса обмена обусловлен открытием и закрытием устьиц.
Под влиянием света крахмал в двух замыкающих клет-
ках, образующих устьице, превращается в сахар, что
повышает концентрацию клеточного сока. Клетки устьиц
начинают отсасывать воду из соседних клеток, изме-
няют свою форму, и устьица открываются. Когда со-
держание воды в листьях понижается, замыкающие
клетки устьиц теряют тургор, уменьшаются в объеме
и смыкаются. Тогда испарение уменьшается, растение
увядает, устьица снова открываются, потому что поверх-
ность листа сморщивается. Вследствие этого лист за-
сыхает или на нем могут появиться некротические пятна.
Влияние транспирации. Через растение проходит
значительный водный поток. Через растение томата в
фазе плодоношения в теплую погоду проходит около
4,5 л воды в сутки. Движение этого потока поддержи-
вается транспирацией. Таким путем растение усваивает
через корни, преимущественно через корневые волоски,
необходимое количество питательного раствора, боль-
шую часть которого составляет вода. Поэтому для хо-
рошего поглощения воды необходим постоянный рост
корневой системы, поскольку продолжительность жизни
корневых волосков невелика.
108
Благодаря транспираций в здоровых корнях по-
стоянно действует сосущая сила около 5 атм. В листьях
она еще больше и достигает 10—15 атм. Такое высокое
давление не повреждает клетки и проводящие ткани,
так как клетки растений малы и обладают очень проч-
ными стенками. Поэтому они оказывают сопротивление
каждому разрежению или давлению в растении. Когда
в полостях устьиц листьев сосущая сила превышает
15 атм, растения отдают много воды. Появляются ожоги
или наступает плазмолиз. Корневая система растений
обладает большей сосущей силой, чем почва около кор-
ней. Если бы этого не было, поглощение воды прекра-
тилось и началось увядание растений, которое может
превратиться в иссушение. Количество поглощенной
растениями воды определяется прежде всего разницей
между дефицитом влажности воздуха и сосущей силой
в растении и почве. Могут, однако, быть и другие при-
чины, ограничивающие или прекращающие поступле-
ние воды. В большинстве случаев это наблюдается,
когда корневая система развита слабо вследствие пос-
тоянно низкой температуры почвы или поражена поч-
венными микроорганизмами. Если почва плотная или
переувлажнена, то вследствие недостатка кислорода
дыхание корней ограничивается и, следовательно, осво-
бождается слишком мало энергии и их деятельность
ослабевает. Если это длится долго, рост корневых во-
лосков сильно замедляется и их эффективность сни-
жается. При неблагоприятных почвенных условиях рас-
тения иногда образуют дополнительные корни, чтобы
обеспечить себя достаточным количеством воды и пи-
тательных веществ. Независимо от этого, активность
единицы поверхности корней не очень велика.
Корни обеспечивают растения водой для транспира-
ции, но иногда поглощают воду и когда нет транспира-
ции. Ночью корни все еще долго остаются активными и
продолжают поглощение воды до тех пор, пока осмоти-
ческое давление в растении выше, чем почвенного раст-
вора. Благодаря тому, что в течение дня растение ис-
паряет намного больше воды, чем поглощает, в расте-
нии возникает определенный дефицит влаги. Когда к ве-
черу транспирация прекращается вследствие недостатка
световой энергии, растения продолжают поглощать во-
ду и восполняют ее недостаток. Корневое давление
наиболее часто обнаруживается по так называемому
109
«плачу» на листьях некоторых овощных культур, т. е.
по выделению на них капель воды после холодной и
сырой ночи. Некоторые авторы даже объясняют стекло-
видность салата тем, что эти капли не могут выделиться
из листьев и заполняют межклеточное пространство.
Поглощение питательных веществ зависит прежде
всего от температуры в зоне корневой системы. Азот
и фосфор плохо поглощаются при низкой температуре.
В этом случае растения могут иметь признаки недос-
татка азота, несмотря на то, что в почвенном растворе
этот элемент содержится в достаточном количестве. При-
чиной является замедленное дыхание в клетках корней,
вследствие чего освобождается мало энергии для пог-
лощения питательных веществ. Аналогичный случай
затрудненного поглощения питательных веществ бывает
при недостатке кислорода, так как и этот элемент ли-
митирует дыхание.
Может наблюдаться увядание верхушки стебля огур-
цов при высокой ОВВ в солнечную погоду и при отсут-
ствии вентилирования. Растение транспирирует недос-
таточно, потому что ОВВ равна 100%, и листья на вер-
хушке стебля не полностью развиты. Аналогичное яв-
ление у овощных растений может наблюдаться и при
вирусных поражениях. Корневая система больных рас-
тений поглощает намного меньше воды, чем здоро-
вых.
Обычные колебания концентрации клеточного сока
оказывают положительное влияние на качество урожая.
Огурцы, томаты и перец по утрам насыщены водой.
Днем транспирация усиливается, и растения могут даже
увянуть. Транспирация в более позднее время дня снова
ослабевает, но поглощение воды продолжается в том
же темпе еще некоторое время. Благодаря этому позд-
но вечером или ночью давление в клетках снова стано-
вится максимальным. Поэтому уборку выгоднее прово-
дить утром.
Это обстоятельство необходимо учитывать и при зе-
леном черенковании или при пикировке и высадке рас-
сады. Лучше всего эти операции проводить, когда рас-
тения тургесцентны. В этих случаях поглощение воды
значительно уменьшается и, следовательно, после вы-
садки черенков или рассады необходимо ограничить тран-
спирацию. Если этого не сделать, клеточное давление
совсем снижается и растения увядают или высыхают.
110
Имеется много отклонений от нормального развития
овощных культур, выращиваемых в культивационных
сооружениях, вследствие ошибок при регулировании
водного баланса растений. В большинстве случаев при-
чиной является чрезмерное снижение клеточного давле-
ния, что приводит к появлению пятен ожогов. Иногда
подобные отклонения происходят в сочетании с другими
неблагоприятными факторами, усиливающими нежела-
тельное явление.
В этом отношении интересно появление водянистых
пятен на томатах. При внезапном усилении транспира-
ции от кожицы плода отнимается так много воды, что
проводящие пучки в кожице высыхают. Сопутствующим
показателем может быть пышное развитие растения при
относительно низком содержании калия. Причиной вер-
шинной гнили томатов может быть недостаток воды
в оболочке плода. Фактором, способствующим появлению
заболевания, является низкое содержание кальция в
плоде, сильно засоленная или кислая почва.
Иногда вследствие сильного давления происходят
необратимые изменения в клетках. Растрескивание пло-
дов томатов и дынь — следствие очень высокого клеточ-
ного давления. При высокой температуре почвы улуч-
шается поглощение воды и ночью, несмотря на отсут-
ствие транспирации. Поглощенная вода продолжает
поддерживать высокое корневое давление, а питатель-
ные вещества создают высокое давление в плодах, что
вызывает их растрескивание. Постаревшая кожица пло-
да в таких случаях оказывается недостаточно эластич-
ной, чтобы выдержать большое клеточное давление.
Нетрудно понять, что поддержание низкого клеточно-
го давления в течение более длительного времени ве-
дет к замедлению роста. Это случается, когда в клетках
мало воды или они испаряют ее слишком много, т. е.
когда растения растут в очень засушливых условиях.
Если это продолжается долго, все клетки остаются мел-
кими, а следовательно, -и растения маленькие.
Другой крайностью может ‘быть сильное поглощение
воды. При слабом испарении в клетках продолжитель-
ное время поддерживается высокое давление, и они
сильно вытягиваются, а растения образуют длинные
междоузлия и сильно израстают. Поэтому, если расте-
ния долго растут в засушливых условиях, они не могут
преодолеть отставание в росте. Ассимиляционная по-
111
верхность таких растений остается небольшой, и рост
замедляется. Кроме того, продуктов ассимиляции обра-
зуется мало, так как устьица остаются закрытыми
вследствие низкого клеточного давления и слабо выде-
ляют двуокись углерода. Следовательно, в засушливых
условиях образуется меньше сухого вещества при низ-
ком содержании воды. Процентное содержание сухого
вещества в растении высокое, но общее его количество
небольшое, и урожай крайне низкий.
Хорошо развитые растения имеют крупные листья.
Они интенсивно ассимилируют и образуют много «сухо-
го вещества, но при высоком содержании воды продук-
ция 'более качественная. В практике, особенно при про-
изводстве рассады, 'иногда необходимо временно соз-
давать более засушливые условия для того, чтобы за-
медлить рост. Продолжительность роста и его темп мало
зависят от клеточного давления, поэтому невысокие и
слабые растения, выращенные в засушливых условиях,
более раннеспелы, чем развивавшиеся в нормальных ус-
ловиях.
Все факторы тесно связаны между собой, поскольку
они оказывают влияние друг на друга, а все вместе
определяют рост и развитие растений данной культуры.
Для управления ростом и развитием растений необхо-
димо изменять как условия окружающей растение воз-
душной среды, так и почвенные.
Влияние структуры посева. Особенно важен вопрос
о структуре растительного покрова. Каждый неисполь-
зованный квадратный метр площади теплиц (лишние
дорожки и проходы) снижает эффективность производ-
ства.
Использование света в теплице связано с формой
и величиной растений, величиной и конфигурацией пло-
щади питания. При высадке шести растений томата на
1 м2 для оптимального использования света необходимо,
чтобы каждое растение имело по 20 листьев. Высадка
более трех растений при долговременной культуре неце-
лесообразна, так как растения образуют гораздо больше
листьев. Почти все овощные и цветочные культуры в
начальный период используют лишь несколько процен-
тов требующейся им площади, и поэтому необходимо
стремиться к тому, чтобы растения возможно быстрее
образовали нормальное число листьев и освоили пре-
доставленную им площадь.
112
Хорошим примером в этом отношении могут служить
томаты при позднем производстве. Летом вследствие
сильной солнечной радиации и при относительно ран-
нем удалении верхушек томаты высаживают в ряду при-
мерно на 20 см ближе, чем при раннем производстве
с июля до августа. Если высаживать большое число рас-
тений при почти круглогодичном производстве, то очень
рано начнется пожелтение нижних листьев, а позднее
и этиолирование растений, формируются мелкие соцве-
тия, мелкие и плохо окрашенные плоды. При малом чис-
ле растений, т. е. при большей площади питания, рас-
тения лучше развиваются, но не обеспечивают получе-
ния запланированного урожая.
На микроклимат в посеве значительное влияние
оказывают высокорослые растения — томаты, огурцы и
перец, которые прикрепляются различными способами
к элементам конструкции. Это служит предпосылкой
больших или меньших отклонений и разнообразия в
микроклимате культивационных сооружений.
Режим освещения в теплице неблагоприятен, когда
огуречные растения подвязывают к пирамидальной опо-
ре. Расположенные вне опоры листья почти не пропус-
кают прямой свет к почве. Движение воздуха под та-
ким растительным «зонтом» сравнительно свободное.
Такой же микроклимат образуется при арочной под-
вязке растений томата. Когда их подвязывают к шпа-
лере веерообразно или венечным способом, образуется
своеобразная стена, которая не препятствует проникно-
вению света и движению воздуха в междурядьях или
сквозь стену.
Наиболее благоприятные условия для относительно
выравненного микроклимата в посеве создаются при
подвязке растений огурца к шнурам. В посеве перца
создается также относительно однородный микрокли-
мат, но он отличается от микроклимата над растениями,
где имеется свободный доступ света и свободно цирку-
лирует воздух. Микроклимат можно улучшить, если
удалить верхушки пышно развивающихся растений.
При выращивании салата вследствие небольшой вы-
соты растений разница в микроклимате в посеве и над
растениями незначительна.
Влияние местоположения растений в секции на их
рост и плодоношение. Многолетние наблюдения и изме-
рения выявили наличие у растений в северном секторе
8 Заказ 4851
113
или со стороны преобладающих ветров слабо выражен-
ной тенденции образовывать более толстые стебли, чем
у растений в центральном или южном секторах. Это
можно объяснить их замедленным ростом вследствие
более благоприятного сочетания микроклиматических
факторов. Периодические измерения высоты растений
выявляют эти закономерности в росте растений в от-
дельных секторах до начала марта.
Продолжительность цветения плодовых овощных
культур в зависимости от местоположения растений
различна. Период цветения у растений в северном сек-
торе примерно в два раза дольше, чем у таких же рас-
тений в среднем секторе.
Представляет интерес с теоретической и практичес-
кой сторон разница в росте и плодоношении растений,
расположенных по длине секции, включая и середину
тепличного блока. Растения у ограждающих поверхнос-
тей наиболее низкие и с более толстыми стеблями, а в
средней части секции—более тонкие и более высокие.
Растения около бетонированной дорожки имеют срав-
нительно толстые стебли и междоузлия средней длины.
Значительный экспериментальный материал об осо-
бенностях роста и плодоношения растений, высаженных
в различных зонах, позволяет выделить в горизонталь-
ном направлении три микрозоны. В первой, включаю-
Та блица 16. Средине даты цветения и созревания плодов
на различных кистях
Кисти Начало цветения Продолжитель- ность цветения кисти, дгц Начало созревания плодов
1 23.Х 9,9 27.XII
2 1.XI 10,8 6.1
3 10.XI 10,2 24.1
4 20.XI 11,1 3.II
5 24.XI 10,6 10.11
6 6.XII 12,2 1.III
7 10.XII 13,0 з.ш
8 25.XII 14,8 20.III
9 3.1 15,1 24.III
10 15.1 12,6 5.IV
11 25.1 12,1 7.IV
12 3.II 11,5 10,9 19.IV
13 25.11 17.V
14 1.III 10,1 17.V
15 10.Ш 9,8 20.V
114
щей полосу около ограждающих поверхностей, фазы
роста и развития растений наиболее продолжительны.
Золее быстрым ростом отличаются растения в полосе
около бетонированной дорожки. Наиболее интенсивно,
т. е. быстрее всего, протекают фазы у растений в сере-
дине секции, где микроклимат более постоянный, а тем-
пература выше, чем в остальных двух микрозонах.
Суммарным выражением комплексного влияния фак-
торов микроклимата на растение томата служат сред-
ние многолетние данные, представленные в таблице 16.
Эти данные позволяют сделать вывод, что продол-
жительность фаз цветения и плодообразования очень
тесно связана с условиями, в которых они протекают.
Усредненные данные о числе дней, требующихся по
фазам и соцветиям, а также средние данные для каж-
дого соцветия от цветения до полного созревания плодов
представлены в таблице 17.
Бесспорно, эти данные средние для всей теплицы.
В крайних секциях все эти фазы удлиняются на 1—3 дня
в зависимости от внешних погодных условий и функцио-
нирования системы обогрева и автоматики.
Таблица 17. Продолжительность (в днях) некоторых важнейших
генеративных фенофаз у томатов
Кисти Продолжи- тельность цветения цветков Продолжительность периода
до образо- вания пло- да диамет- ром 1 см до появле- ния светло- зеленой окраски до появле- ния розовой окраски до ботани- ческой спелости
1 2,1 13,7 33,2 49,1 66
2 2,1 14,9 36,4 56,6 67
3 2,1 14,8 36,1 57,2 75
4 2,2 15,0 38,6 62,1 75
5 2,3 16,7 41,5 70,8 79
6 2,1 19,7 44,2 80,8 86
7 1,7 17,7 44,6 78,1 84
8 1,7 18,2 51,3 80,0 86
9 1,7 18,5 49,7 75,3 81
10 1,4 17,8 48,9 76,2 81
11 1,4 17,1 40,5 66,7 73
12 1,4 17,3 42,3 68,3 76
13 1,2 16,7 48,7 73,8 82
14 1,2 16,6 47,9 72,4 78
15 1,2 14,9 36,8 65,0 70
МИКРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
ТЕПЛИЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА ПЕРЦА
Для того чтобы тепличное овощеводство было эко-
номически эффективным, необходимо знать основные
биологические закономерности, имеющие решающее зна-
чение. Целесообразно в системе растение — среда счи-
тать сорт важным фактором производства.
Из генетически обусловленных признаков интерес
представляют прежде всего основные требования сорта
к окружающей среде. Степень обеспечения растений
необходимыми факторами для нормального хода биоло-
гических процессов в растениях (жизненно важными
факторами) определяет продолжительность вегетатив-
ных и репродуктивных процессов у растений данного
сорта.
В результате многолетних научных исследований био-
логические требования видов овощных культур, выра-
щиваемых в теплицах, уже получили цифровые харак-
теристики. Производитель ориентируется и на критерии
требований для оптимальной продуктивности данного
сорта. Условия для получения урожая обеспечиваются
окружающей средой, в которой они могут быть самыми
разнообразными, так называемыми экологическими ус-
ловиями. Необходимо подчеркнуть, что разница между
двумя терминами—'биологические требования и эколо-
гические условия — значительная. В окружающей среде
в большинстве случаев сочетается большая часть усло-
вий, необходимых для обеспечения жизнедеятельности
растений сорта. Условия часто оказывают многосторон-
нее действие, например влияние структуры почвы оп-
ределяет в большой степени обеспеченность растений
водой и другими питательными веществами. Очень часто
при выращивании растений в культивационных соору-
жениях один фактор можно заменить другим, напри-
мер южную экспозицию и защищенность от заморозков
заменить выбором района с более теплым климатом.
Биологические требования сорта, или комплекс внеш-
них факторов, определяют его продуктивность. Чем
меньше разница между требованиями сорта к усло-
116
виям и их обеспеченностью, тем больше проявляется
его 'биологический потенциал, тем больше будет урожай.
Производство в культивационных сооружениях — это,
по существу, регулирование биологических процессов в
пространстве и времени. В культивационном сооруже-
нии условия среды изменяются, но в меньшей степени,
чем снаружи. Степень регулирования окружающих ус-
ловий (температура, свет, влага и т. д.) в период веге-
тации определяется требованиями выращиваемого сор-
та. Поэтому часто при составлении технологической
карты используют разные данные для различных сор-
тов. Все это затрудняет работу специалиста, который
программирует режимы и руководит тепличным про-
изводством.
Механизм связей между растениями и окружающей
средой трудноуправляем, но все же можно отметить,
что между условиями, определяющими результаты про-
изводственного процесса, существуют строгие законо-
мерности.
Эффективное использование существующих факторов
достигается путем их постоянного количественного регу-
лирования до оптимума требований наследственного ком-
плекса сорта. Специалист регулирует микроклиматичес-
кие условия, согласуй их с состоянием растений и био-
логическим потенциалом тепличного сорта, с целью его
более полного проявления.
В тепличном производстве выращивают сорта с вы-
сокими производственными возможностями. Цель — рен-
табельное производство свежих овощей, и поэтому эко-
номическая сторона очень важна.
Для того чтобы понять сказанное, целесообразно
рассмотреть некоторые особенности тепличного произ-
водства сладкого перца.
Один из решающих факторов — это температура. Она
в значительной степени определяет продолжительность
периода до появления всходов (табл. 18).
Так, при температуре почвы 25 и 30°С и воздуха
20—25°С семена прорастают за 7—8 дней, а при тем-
пературе соответственно 25—30 и 15°С — за 9—10 дней.
Наиболее продолжителен этот период при температуре
воздуха 15°С и необогреваемой почве; тогда он равен
26—32 дням.
Тепло, необходимое в каждый данный период раз-
вития, зависит преимущественно от условий освещения.
117
Таблица 18. Влияние температуры воздуха и почвы на
продолжительность периода от посева до появления всходов перца
Варианты Температура, °C Продолжитель- ность периода от посева до появ- ления всходов, дни
воздуха почвы
1 25 30 7
2 25 без обогрева 8
3 20 30 7
4 20 25 8
5 20 без обогрева 11—13
6 15 30 9—10
7 15 25 9—10
8 15 20 14-15
9 15 без обогрева 26—32
При более интенсивном и долгом освещении, в течение
12—15 ч в день, растения переносят значительно более
низкую температуру, чем при слабом или кратковремен-
ном освещении.
Наши исследования показывают, что для перца край-
ние пределы суммы температур колеблются между
2100—2200 и 3600°С, несмотря на то, что его развитие
происходит с ранней осени до середины лета — июля —
августа (рис. 36).
Основываясь на указанных требованиях перца к
температуре и с учетом экономической эффективности
культуры, на практике точно выдерживают сроки, свя-
занные с прохождением наиболее важных фаз: дату
высева, появление всходов, высадку на постоянное
место и т. д. При выращивании растений в культива-
ционных сооружениях микроклиматические условия ре-
гулируются в соответствии с требованиями культуры, но
затраты на обогрев зависят от количества накапливае-
мой солнечной энергии и от того, насколько она удов-
летворяет требования перца.
Развитие и рост растений происходят быстрее все-
го, когда разница между температурой почвы и воздуха
незначительна или когда температура почвы и воздуха
одинакова и близка к оптимальной.
Необходимо пояснить требования перца к ночной и
дневной температуре. Опытами установлено, что ночью
температура не должна быть ниже оптимальной (25°С)
более чем на 7°С. В этом случае развитие и рост про-
118
исходят намного интен-
сивнее, и урожай убирают
раньше. Разница в разви-
тии растений в зависимо-
сти от температурных ус-
ловий достаточно заметна
(табл. 19).
Световой режим. Пе-
рец относится к светолю-
бивым видам овощных
культур и для нормально-
го развития и роста тре-
бует интенсивности света
не ниже 5000—10 000
люксов.
По требованиям к про-
должительности освеще-
ния сорта, выращиваемые
в теплицах, принадлежат
к растениям среднего или
кого развития им необходим 13—14-часовой день. Для
сортов перца с зелеными плодами в начале развития до
40-го дня обычно достаточно и короткого светового дня.
Сокращение светового дня отрицательно влияет на раз-
витие, если температура почвы и воздуха выше 15°С.
Влияние светового режима на развитие и рост перца
изучено детально (табл. 20).
Установлено, что от появления всходов до раскрытия
первых цветков при естественном освещении в зимний
Температура 0 из духа } °C
Рис. 36. Влияние температуры воз-
духа на время до появления всхо-
дов перца. Вертикальные липни
указывают число дней при различ-
ной температуре.
длинного дня. Для нормаль-
Та блица 19. Влияние температуры на рост растений перца
сорта Цецей эдеш
Дата наблюдений (19(54 г.)
И. II
Температура, °C
число
листьев
высота
растения,
см
число
листьев
в ысо та
растения,
см
30 5,0 6 10,8 9
25 5,0 6 11,2 11
20 3,0 4 5,6 7
15 2,5 3 3,8 6
10 2,0 2 3,0 4
Примечание. Высев 27.XI.
119
Таблица 20. Продолжительность периода от появления всходов
до цветения у сорта Цецей эдеш при искусственном освещении
Продолжительность ежеднев-
ного искусственного освеще-
ния, ч
Интенсивность дополнительного
освещения, люксы
3000
10 000
8
12
16
24
61
48
40
35
период необходимо 99 дней (при высеве 12 октября). Под
влиянием дополнительного освещения продолжитель-
ность этого периода уменьшается на 35—40 дней.
В исследованиях с сортом Цецей продолжительность
освещения оказывала большее влияние на развитие и
рост растений, чем его интенсивность. При интенсивнос-
ти 3000 люксов цветение начиналось на 5 дней позже,
чем при освещенности 10 000 люксов. Для уменьшения
этого периода на 7 дней достаточно интенсивности
5000 люксов, если продолжительность дополнительного
освещения равна 12 ч.
Установлена интересная взаимозависимость при сме-
не дневной и ночной температуры и освещения
(табл. 21).
Развитие и рост растений в период обилия света
были наиболее интенсивными при дневной температу-
Таблица 21. Влияние дополнительного освещения, дневной
и ночной температуры на рост и развитие растений перца
Температура, °C Дополни- тельное освеще- ние 8 ч Высота растений, см Число листьев Масса лис- тьев, г Дата обра- зования бутонов
днем НОЧЬЮ
25 25 19 22 45 18.Ш
25 25 17 17 38 27.III
25 20 22 23 57 22.III
25 20 18 16 43 ЗО.Ш
25 15 1"' 16 17 33 25.III
25 15 6 И 8
25 10 1"' 9 14 20 28.III
25 10 4 9 6 28.III
120
ре 25°С, ночной 20°С и продолжительности дополнитель-
ного освещения 8 ч.
Водный режим. Требовательность перца к водному
режиму хорошо характеризуется коэффициентом транс-
пирации. Установлено, что этот коэффициент неодина-
ков у отдельных сортов и в разные фазы вегетации.
Для многих сортов в июле, августе и сентябре он равен
270—370, а в среднем 333.
В наших опытах коэффициент транспирации перца,
выращиваемого в кварцевом песке, был наименьшим,
а в глинистой почве — наибольшим. Многочисленными
измерениями доказано, что на образование 1 г сухого ве-
щества перец испаряет 300—330 г воды.
Представление о требованиях перца к водному ре-
жиму дают и данные о поглощении питательных ве-
ществ. Согласно этим данным, одно растение исполь-
зует за период вегетации 600—800 л воды.
Воздушно-газовый режим. Многолетние опыты, про-
веденные ® Институте овощеводства при Университете
садоводства в Будапеште, доказывают, что растение
перца как в период выращивания рассады, так и позд-
нее положительно реагирует на повышенное содержание
СО2 в воздухе. Благоприятное влияние СО2 выражается
в более быстром развитии и в большей продуктивности
растений.
Целесообразно при тепличном производстве перца
повышать концентрацию СО2 в воздухе до 0,07—0,45%.
Зимой, когда света меньше, достаточно 0,07% СО2, так
как в этих условиях она используется меньше. В кон-
це марта и в апреле более эффективна концентрация
СО2 около 0,1.5% вследствие потепления и усиления сол-
нечной радиации.
Рассада, подкормленная СО2, образует на 20—25%
больше сухого вещества. Продолжительность выращива-
ния рассады сокращается на 7—10 дней, бутоны появ-
ляются раньше. Подкормку СО2 можно начинать через
7—10 дней после высадки рассады, конечно, в часы,
когда нет необходимости в вентилировании или когда
оно минимально.
Под влиянием дополнительной СО2 плоды убирают
на 6—8 дней раньше, так как они растут быстрее
(табл. 22).
При сравнительно недолгой подкормке СО2 в конце
весны валовой доход почти нс увеличивается. Более
121
Таблица 22. Влияние даты посадки и концентрации СО2
на урожай перца сорта Хатвани
Урожай плодов до 14. V»
шт/ м2
Общий урожай
плодов, шт/м2
Количество дополни-
тельной СО2
Дата посадки
15. II 1. III 15. III 15. II 1. Ш 15. Ш
Контроль
1 л/м3/ч
2 л/м3/ч
5 л/м3/ч
121
199
186
180
115
131
134
143
218
311
229
254
высокие доходы получают от ранней продукции, кото-
рая реализуется по более высоким ценам.
При высадке рассады для раннего производства в
начале января наблюдается разница в общем урожае
вследствие большей раннеспелости. Разница в дохо-
дах показывает еще большее преимущество подкормки
растений СО2. Сорта также различно реагируют на та-
кую подкормку ( табл. 23). При меньшей требователь-
ности сорта к тепловому и световому режимам эффект
от подкормки СО2 еще больше благодаря более ранне-
му плодоношению.
У растений, получавших дополнительную двуокись
углерода, урожай был выше до 30%, а общий доход —
на 10—12% больше, чем в контроле.
Количество дополни-
тельной С Ch
Таблица 23. Продуктивность различных сортов перца,
получавших подкормку СО2 (дата посадки—15.11)
Урожай плодов до 14. V, шт/м2 Общий урожай, шт/м2
сорта
Хотва- ни Шорок- шарн чемеге Цецей эдеш Хотва- ЕИ Шорок- шари чемеге Цецей эдеш
Контроль 145 70 58 378 133 143
1 л/м3/ч 183 64 50 425 124 159
3 л/м3/ч 193 93 43 366 145 166
5 л/м3/ч ч 211 85 64 368 150 181
122
Рис. 37. Продолжительность фаз развития перца сор-
та Цецей эдеш при высеве в разные сроки:
/ — уборка урожая; 2 — цветение; 3 — появление бутонов;
4 — появление всходов.
Требования растений к условиям неодинаковы в пе-
риод вегетации. Поэтому различные факторы окружаю-
щей среды должны поддерживаться всегда в полном
соответствии с требованиями растений.
Выращивание овощных культур в теплицах можно
успешно программировать. На основе знания требова-
ний перца и микроклиматических и почвенных условий
в остекленных и пластмассовых теплицах можно раз-
работать точную производственную технологию. В ней
определяют оптимальные сроки проведения агротехни-
ческих мероприятий. Выбору оптимальных сроков по-
могают и данные опытов с различными сроками высе-
ва (рис. 37). Учитывают первый и последний планируе-
мые сроки реализации продукции. Планируют ос-
новные агротехнические операции (высев семян, пики-
ровка, высадка рассады ит. д.). В период вегетации мож-
но проводить некоторую корректировку биологических
условий, т. е. теплового и водного режимов и режима пи-
тания, что практически достигается обогревом, поливом
и удобрением.
Основой получения надежных и устойчивых урожаев
в полиэтиленовых теплицах является сорт. Для этого в
тепличном производстве необходимо использовать сор-
та с большой потенциальной продуктивностью. Особен-
но важны роль сорта и его требования к биологическим
123
Таблица 24. Производство перца в полиэтиленовых теплицах
(средние данные за 3 года)
Сорт Урожай, шт/м2 Валовой доход, лев/м2 Масса одного плода,г
Высокие сорта
Рекорд (находится в сор-
тоиспытании)
Явитош цецей
Хатвани хайтаташ
Сентеши хедьеш фехер
(находится в сортоиспы-
тании)
Шорокшари хайтато
Ковачхази хайтаташи
189
94
152
15,6
14,5
14,8
26
41
20
84
82
108
11,5
13,3
9,6
41
45
34
Низкие сорта
Чокрош чипеш
Чокрош фелало
Будай чипеш хайтаташи X
(находится в сортоиспы-
тании)
Чокрош чипеш хедьеш
(находится в сортоиспы-
тании)
103
101
157
156
15,5
12,9
12,2
12,1
34
33
23
23
условиям и применяемой технологии для эффективности
тепличного производства.
Наиболее целесообразно выбирать сорта с высокой
продуктивностью, коротким периодом вегетации и от-
личными вкусовыми качествами. Разница между сор-
тами по урожайности большая (табл. 24).
Сравнение сортов по урожайности и раннеспелости
позволяет понять, насколько важно, чтобы сорт имел
короткий период вегетации, так как наиболее высокие
цены получают за самые ранние плоды. К концу выра-
щивания перца в полиэтиленовых теплицах цены быстро
снижаются. Показательны данные для высокорослых
сортов Явитош цецей и Рекорд, а из сортов детерми-
нантного типа — Чокрош фелало и Чокрош чипеш (ост-
рый).
Экономическая эффективность тепличного производ-
ства тесно связана с повышением продуктивности, т. е.
она зависит прежде всего от размера и качества уро-
жая. Материальные затраты (удобрения, ядохимикаты
и т. д.) также влияют на эффективность производства.
124
Тепличное производство интенсивно и требует боль-
ших затрат труда, поэтому важная задача — снижение
этих затрат, особенно по поддержанию микроклимата.
Перец—трудоемкая тепличная культура, поэтому очень
важно обеспечить необходимую соразмерность между
ручным и механизированным трудом. При решении воп-
роса об экономической эффективности учитывают и
преимущества крупного социалистического производ-
ства, основывающегося на автоматизированном регули-
ровании микроклимата и внедрении высокопроизводи-
тельной техники. В тепличном производстве важную
роль играет удаленность хозяйства от рынка сбыта.
Из различных организационных форм наиболее перспек-
тивными являются аграрно-промышленные научные
объединения.
МИКРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ
ОГУРЦОВ В ТЕПЛИЦАХ
Чистая продуктивность фотосинтеза. Фотосинтез —
это основной процесс в формировании урожая. Путем
фотосинтеза из неорганических молекул, богатых водо-
родом, в растении создаются органические соединения.
Эти продукты ассимиляции служат основой для роста и
развития листьев и плодов. Поэтому с целью оптимиза-
ции микроклиматических факторов роста в теплицах
изучаются условия достижения максимальной продук-
тивности фотосинтеза. Оптимальные границы фотосин-
теза определяются температурой, содержанием СО2, ин-
тенсивностью освещения и содержанием воды в расте-
ниях.
Показателем служит чистая продуктивность фото-
синтеза. Она представляет собой разницу между коли-
чествами СО2, поглощенным и выделенным растением
за единицу времени на единицу листовой поверхности.
Чистая продуктивность фотосинтеза определяется путем
измерения СО2, т. е. газообмена между растением и
окружающей средой. Такие исследования проведены в
Институте овощеводства в Гроссбеерене при Академии
сельскохозяйственных наук ГДР.
Исследования проводились несколькими методами:
путем измерения газообмена частей листьев (Августин,
1972, 1976); путем определения газообмена плодонося-
щего растения огурца в растильной камере и уста-
новления газообмена многих растений огурца в теп-
личной камере искусственного климата (Гёлер, Хейс-
лер, 1974). Эти экспериментальные сооружения давали
возможность изучать чистую продуктивность фотосин-
теза не только в лаборатории, но и в условиях теплицы.
Использовались 'сорта Саладин, Фемфранс и Трикс.
Влияние интенсивности освещения. Чистая продук-
тивность фотосинтеза в большой степени зависит от
интенсивности освещения. Если при измерениях на сег-
ментах листа чистая продуктивность фотосинтеза по-
вышается вначале почти прямолинейно и при 20—25клк
достигает одной и той же постоянной величины, то у
126
целых растений она повышается непрерывно в изу-
ченных границах. С увеличением интенсивности осве-
щения фотосинтез усиливается в меньшей степени, но
не достигает постоянной предельной величины. Лишь
при низком содержании СО2 (0,029—0,032 %) наблю-
дается состояние насыщения (рис. 38).
Разница в ходе кривых чистой продуктивности фо-
тосинтеза листа и целого растения обусловлена тем, что
вследствие взаимного затенения листья подвергаются
освещению различной интенсивности. Верхние листья
облучаются светом полной интенсивности, а нижние —
светом меньшей интенсивности. Следовательно, насы-
щение наступает у нижних листьев намного позже, чем
у верхних. Вследствие этого получаются различные
кривые влияния света на чистую продуктивность фо-
тосинтеза.
Огурцы хорошо используют свет для фотосинтеза в
теплице в летние месяцы. Улучшение освещенности в
теплицах в большинстве случаев ведет к повышению про-
дуктивности фотосинтеза, а следовательно, и урожая.
Кривые влияния света на чистую продуктивность фо-
тосинтеза изменяются в зависимости от температуры и
содержания СО2 в воздухе. Особенно ясно выражено
влияние содержания СО2. Если при содержании СО2,
равном 0,03% (содержание в наружном воздухе) чис-
тая продуктивность фотосинтеза в теплице достигает
максимального значе-
ния — от 10 до 15 мг
СО2/дм2/ч, то при по-
вышении содержания
СО2 до 0,13% при той
же интенсивности осве-
щения она увеличива-
ется на 23—28 мг
СО2/дм2/ч. Влияние
температуры на харак-
тер кривой менее за-
метно.
По кривой влияния
света на продуктив-
ность фотосинтеза мож-
но определить и ком-
пенсационную точку
освещения. Это интеи-
- 100 200 300 000 500 600 700
Освещенность, mw/cm2/muh
Рис. 38. Чистая продуктивность
фотосинтеза в посеве огурцов при
температуре около 25 °C в зависи-
мости от интенсивности освещения
и содержания СОа.
о,М.,огш°Д
2
0
127
Рис. 39. Чистая продуктивность
фотосинтеза в посеве огурцов
в зависимости от содержания
СО2 (осенняя культура) при
температуре около 25 °C.
_!_________1 ___7
0,0500 0,10009 0,1500
Содержание СО2,7о
Рис. 40. Чистая продуктивность
фотосинтеза в посеве огурцов
в зависимости от содержания
СО2 (весенняя культура) при
температуре около 25 °C.
сивность освещения, при которой поглощение и выделе-
ние СО2 равны. Значение компенсационной точки осве-
щенности для тепличных огурцов лежит между 20 и
50 кал/см2/мин. При меньшей интенсивности освещения
фотосинтез невозможен.
Влияние содержания СО2. Чистая продуктивность
фотосинтеза тепличных огурцов значительно возраста-
ет при увеличении содержания СО2 (рис. 39). Как кри-
вые зависимости чистой продуктивности фотосинтеза от
освещения, так и кривые зависимости ее от содержания
СО2 становятся все менее крутыми с 'повышением кон-
центрации СО2. Состояние насыщения чистой продук-
тивности фотосинтеза при слабом освещении наступает
при концентрации СО2 ниже 0,05 %. При большой ин-
тенсивности освещения чистая продуктивность фото-
синтеза продолжает возрастать и при содержании СО2
выше 0,15%. Значения чистой продуктивности фотосин-
теза удваиваются с увеличением содержания СО2 с
0,05 до 0,16 % (рис. 40). При содержании СО2, равном
0,15%, и высокой интенсивности освещения (более
500 кал/см2/мин) чистая продуктивность фотосинтеза
может достигать почти 30 мг СО2/дм2/ч.
Значительное влияние содержания СО2 на чистую
продуктивность фотосинтеза подчеркивает значение
подкормки ССЧ также и при выращивании огурцов.
128
Влияние температуры. Температурный оптимум чис-
той продуктивности фотосинтеза зависит от интенсив-
ности освещения и содержания СО2. При низком содер-
жании СО2 (0,03%) чистая продуктивность фотосин-
теза зависит от температуры в меньшей степени, чем
при повышенном содержании СО2 (0,09%). Когда ин-
тенсивность освещения и содержание СО2 низкие, тем-
пературный оптимум будет около 20°С (рис. 41). Если
интенсивность освещения повышается на 500 кал/см2/мин,
температурный оптимум повысится с 20 до 25 °C. Более
ясно выраженная зависимость температурного оптиму-
ма от интенсивности освещения наблюдается при содер-
жании СО2 около 0,09 % (рис. 42). В этом случае при
низкой интенсивности освещения температурный опти-
мум будет около 25 °C, а при высокой — около 30 °C.
При повышенном содержании СО2 температурные опти-
мумы примерно на 5 °C выше, чем при низком.
Сходные результаты получены для сегментов листь-
ев и для целых растений (Древе и др., 1977).
Если значение чистой продуктивности фотосинтеза
(у) представить как функцию температуры (xz), интен-
сивности освещения (х2) и содержания СО2 (х3) и вы-
разить через полиномную функцию
У — Ио + а 1 х I + а2х2 + а3х3 + a4Xi2+ а3х22 +
а6х32 + a7xix2+ адх^з + а9х2х3,
Рис. 41. Чистая продуктивность
фотосинтеза в посеве огурцов
в"'зависимости от температуры
при содержании СО2 около
0,09 % •
то, рассматривая интенсив-
ность освещения как единст-
венную контрольную вели-
чину, получают следующие
Рис. 42. Чистая продуктивность
фотосинтеза в посеве огурцов
в зависимости от температуры
при низком содержании СО2
(0,029—0,032%).
9 Заказ 4851
129
линейные выражения для оптимумов температуры и
содержания СО2:
Хюпт = А1 + ВХХ2
Хзопт-= А2 + В2Х2 ’
Таблица 25. Зависимость температурного оптимума чистой
продуктивности фотосинтеза от интенсивности освещения
и содержания СО2
Интенсивность освещения в теп- лице над растениями, клк Температурный оптимум (°C) при содержа- нии со2
0,05 % 0,10 % 0,15 %
1 17,6 21,5 25,4
5 18,8 22,7 26,5
20 22,8 26,7 30,6
30 25,5 29,4 33,3
Константы Аь А2, В! и В2 могут определяться из
модельных уравнений авторов путем дифференцирова-
ния.
Коэффициенты для вычисления оптимальной тем-
пературы и оптимального содержания СО2 относи-
тельно сильно колеблются, что позволяет сделать вывод
о том, что исследованные растения обладают различной
реакцией, а выбранная модель, хотя и обеспечивает
высокую степень определенности (в среднем более
90%), но не всегда точно отражает логические зави-
симости.
В среднем для отдельных коэффициентов можно
указать следующие пределы:
Ах:16—20°С
А2:0,10—0,12%
Bi: 0,025—0,1°С/клк
В2:0,25—1%/клк
Зависимость от дефицита насыщения воздуха водя-
ным паром. Влияние дефицита насыщения на чистую
продуктивность фотосинтеза устанавливают точнее все-
го в специальной камере (фитотроне), в которой под-
держивается постоянная интенсивность освещения. Ис-
следования проводились при низкой (9 клк) и высокой
(32 клк) интенсивности освещения. Различные значения
дефицита насыщения достигаются путем изменения
130
температуры и относительной влажности воздуха. Для
выражения результатов выбрана следующая модель:
у = ад + a ix + а2х2 + ад2 + «Л2 + ^5^2»
где Xi — температура, х2— дефицит насыщения.
Кривая зависимости чистой продуктивности -фото-
синтеза от дефицита насыщения показывает, что влия-
ние дефицита насыщения при низкой интенсивности
освещения значительно меньше (рис. 43). При большой
интенсивности освещения, наоборот, коэффициент чис-
той продуктивности фотосинтеза уменьшается с увели-
чением дефицита насыщения. При проведенных измере-
ниях коэффициент чистой продуктивности фотосинтеза
уменьшался в среднем на 3 мг СО2/дм2/ч, т. е. примерно
на 20%, когда дефицит насыщения увеличивался с 3
до 10 мм рт. ст. Для достижения достаточно высокой
продуктивности фотосинтеза необходимо, кроме опти-
мизации температуры, путем регулирования содержа-
ния воды в растении обеспечить, чтобы дефицит насыще-
ния не превышал определенного предельного значения.
Зависимость от сосущей силы почвы. И для этих
исследований фитотрон также оказался наиболее под-
ходящим сооружением. Почву обильно увлажняли,
чтобы больше не добавлять воду, так что влажность
почвы, контролируемая тензиометром, постепенно умень-
шалась вследствие испарения и транспирации.
Коэф-
фициент чистой продук-
тивности фотосинтеза оп-
ределяли в течение не-
скольких дней при двух
различных уровнях кли-
матических условий, со-
ответствующих различ-
ной обепеченности водой.
Среднее значение чистой
продуктивности фотосин-
теза и показатели сосу-
щей силы почвы в зави-
Дещицшп насыщения,?™ рт. ст.,
Рис. 43. Чистая продуктивность
фотосинтеза у растения огурца
в зависимости от дефицита
влажности воздуха при содер-
жании СО2 около 0,03 %.
симости от времени пред-
ставлены на рисунке 44.
При двух различных
уровнях внешних усло-
вий установлено сниже-
ние чистой продуктивно-
13J
Рис. 44. Снижение чистой продуктивности фотосинтеза расте-
ния огурца при увеличении сосущей силы почвы (содержание
СО2 около 0,03 %).
ети фотосинтеза. Эта тенденция достоверна при клима-
тических условиях, отличающихся высокой температу-
рой, высокой интенсивностью освещения и низкой ОВВ
(соответственно 30°C, 34 клк, 68,5%). Чистая продук-
тивность фотосинтеза в* период наблюдений снизилась
в среднем на 4 мг СОз/дм2/ч, или на 30 %. В этот же
период сосущая сила почвы возросла примерно до
200 мм рт. ст.
Водный баланс растений. Более продолжительные
изменения тургора растений отрицательно сказываются
на фотосинтезе и влияют в основном на рост растений
(Бауман, 1957; Бойер, 1970; Древе, 1977). Так как в
теплицах при солнечной погоде климатические условия
(температура и влажность воздуха, а тем самым и де-
фицит влажности) изменяются быстро, во многих слу-
чаях могут происходить сильные изменения тургора
растения. Так, в зависимости от облачности и возника-
ющего дефицита влажности транспирация плодонося-
щих растений огурца может возрасти за час с 80 до
280 г воды на одно растение. И наоборот, ночью при
низком дефиците влажности транспирация не превыша-
ет 30—40 г воды на растение в час.
132
Рис. 45. Транспирация растений огурца в зависимости от интенсив-
ности освещения, температуры воздуха и ОВВ.
Изменений тургора следует ожидать днем при ярком
солнце и большом дефиците влажности, а также и при
недостаточной влажности почвы. Оптимальное водо-
обеспечение контролируется и иногда сочетается с авто-
матической подачей питательного раствора для под-
кормки. Поэтому необходимо знать влияние важнейших
факторов окружающей среды на содержание воды в
растении и регулировать его путем длительного или
кратковременного дождевания.
Исследования, проведенные с тепличными огурцами,
подтверждают, что между движением воды в стебле
(скоростью сокодвижения) и удалением ее путем тран-
спирации имеется линейная зависимость (Древе, 1977).
С повышением интенсивности солнечного света*
температуры и ОВВ изменяется и транспирация расте-
ний (рис. 45). При увеличении интенсивности освещения
с 0 до 40 клк и температуры с 20 до 40 °C и при умень-
шении ОВВ с 80 до 40 % транспирация тепличных огур-
цов возрастает с 0,16 до 1,8 г/дм2/ч. Низкие значения
транспирации — 0,16 г/дм2/ч наблюдаются в ночные
часы.
Если под влиянием климатических условий транспи-
рация тепличных огурцов превышает среднее значение
1 г/дм2/ч, возникает видимый недостаток воды в расте-
ниях (Древе, 1977). Такое значение транспирации дос-
133
тигается при оптимальной влажности почвы в зависи-
мости от интенсивности облучения при различном дефи-
ците влажности (рис. 46). Путем поддержания и
регулирования температуры и влажности воздуха и
кратковременного дождевания обеспечивается опти-
мальное снабжение растений водой.
Максимум транспирации достигается при содержа-
нии воды в почве, равном 90 % полной полевой влаго-
емкости; при снижении влажности почвы до 80 % осла-
бевает и транспирация. Те же значения получают при
выращивании огурцов на субстрате с сосущей силой
около 30 мм рт. ст. Для оптимального водообеспечения
огурцов путем длительного дождевания влажность суб-
страта нужно поддерживать на уровне выше 80 % пол-
ной полевой влагоемкости, что соответствует сосущей
силе 20—30 мм рт. ст.
Субстраты для огурцов обычно имеют высокую
концентрацию питательных веществ. При осмотическом
давлении более 6 атм можно ожидать снижения урожая
огурцов (Древе, 1966). Транспирация начинается при
осмотическом давлении почвенного раствора около
5 атм. Оптимальные условия для транспирации созда-
ются при осмотическом давлении почвенного раствора
около 4 атм. С помощью регулярных анализов почвы
123456789 10111213 19 1516 17 18 19 20 21 22 2329 25
Десрицигп насыщения, мм ргп. ст..
Рис. 46. Транспирация растений огурца в зависимости от интенсив-
ности освещения и дефицита влажности.
Килолюксы
134
L____1_---I___J----1----1----1----!----'
0 10\ 20 30 HO 50 60 70 80
Сосущая сила почбо/, мм рт. ст..
Рис. 47. Зависимость между сосущей силой субстрата
и урожаем огурцов.
контролируют концентрацию солей в почвенном раство-
ре, с тем чтобы она не превысила определенного зна-
чения.
Температура, рекомендуемая для огуречных суб-
стратов (2:2—24°C), слабо влияет на поглощение воды.
При температуре почвы ниже 18 °C поглощение воды
затрудняется и тем самым нарушается водный режим,
особенно при большом дефиците влажности воздуха.
Поэтому поддержание оптимальной температуры почвы
необходимо не только для образования корней, но и для
хорошего поглощения воды.
Низкое содержание воды в почве обусловливает не-
достаточное обеспечение растений водой и снижение
урожаев (рис. 47). Если сосущая сила огуречного суб-
страта с прочной структурой длительное время равна
30 мм рт. ст., то урожай уменьшается. Поэтому путем
правильного дождевания не допускают, чтобы сосущая
сила была выше или ниже определенных значений.
В зависимости от микроклиматических условий и
развития растений водопотребление дифференцируется
в периоды выращивания.
В таблице 26 приведены данные о потребности в во-
де растений огурца в различные периоды вегетации для
условий ГДР. На основании этих данных определяется
необходимость в проведении полива дождеванием с
135
Таблица 26. Колебания в потребности воды тепличных огурцов
при густоте стояния 2 растения на 1 м2
Месяцы
п ш IV V
Потребность в во- де, л/м2 1,3—1,5 1,8—2,3 2,5—3 3,5—4 5,1—5,6
Продолжение
Месяцы
VI VII VHI IX
Потребность в во- | де, л/м2 6,0—6,5 5,3—5,8 4,0—4,5 2,5-3,0
целью оптимального водообеспечения растений. Зная
верхние и нижние пределы потребности в воде> можно
регулировать нормы полива в течение года во время
развития растений.
Формирование урожая. Для оптимизации климати-
ческих факторов в теплице изучались фотосинтез, вод-
ный баланс и формирование урожая. Эти исследования
были проведены в тепличных камерах с автоматическим
регулированием температуры и различной степенью за-
тенения с помощью сетки из синтетических материалов.
Особенно важно было выяснить влияние температуры
и света на формирование урожая.
Влияние температуры. Проводились исследования с
огурцами сорта Саладин при дневной температуре 20—
Таблица 27. Влияние ночных температур на ранний и общин
урожаи и доход от тепличных огурцов
Вариант
Урожай (кг/м2) дй конца
марта апреля июля
14,2 1 >4 6,9 33,7 100 100,0
16,8 2,8 7,9 30,7 92 112,2
18,3 3,6 8,2 27,9 83 112,0
22,3 3,7 6,8 20,5 61 89,9
136
31 °C, ночной 14—23 °C и температуре почвы 22—24 °C.
Результаты исследований показывают, что прл низкой
температуре воздуха общий урожай увеличивается, но
удлиняется период до первых сборов плодов, и вследст-
вие этого уменьшается прибыль (табл. 27). Так, в ва-
рианте Ti ранний урожай начал поступать лишь с конца
марта и до конца апреля увеличивался незначительно.
Общий урожай к концу июля был на 3 кг/м2 больше,
чем в варианте Т2, где ночная температура была 16,8 °C.
В варианте Т4 при ночной температуре 22,3 °C уро-
жай до конца марта был выше, чем в контроле, но об-
щий урожай по сравнению с урожаем, полученным при
низкой температуре, был примерно на 13,2 кг/м2 мень-
ше. Доход в варианте Т2 с дневной температурой 22—
24 °C и ночной 16,8 °C был наибольшим. Для выращива-
ния огурцов при температуре почвы от 22 до 24 °C
благоприятна ночная температура 17 °C. Температура
около 15 °C рекомендуется, когда с помощью автомати-
ки обеспечивается равномерный температурный режим
для всех растений в течение короткого времени. Очень
низкая ночная температура является причиной более
позднего поступления урожая. Огурцы переносят очень
недолго минимальную температуру 13 °C.
Дневная температура в период выращивания огур-
цов поддерживается дифференцированно в зависимости
от солнечного освещения в пределах 18—24 °C при мак-
симуме 26°C. Ночная температура в период вегетации
повышается с 17 до
Если нет возможно-
сти для обогрева поч-
вы и ее темпер атур а
опускается ниже 20°С,
ночную температуру
воздуха повышают на
1—2 °C, Когда огурцы
выращивают при бо-
лее высокой темпера-
туре почвы, они быст-
ро стареют, и урожай
их снижается.
Физиологически низ-
кие температуры (ни-
же 15 °C), особенно
Относительная осОещенность^
Рис. 48. Зависимость между уро-
жаем и интенсивностью освеще-
ния.
137
ночные, тормозят развитие растений,- неблагопри-
ятно действуют на завязывание и равномерное фор-
мирование плодов. При поддержании не очень высоких
температур в каждой пазухе листа образуются круп-
ные плоды. Высокие температуры (выше 35°C) дейст-
вуют отрицательно не только на дневной прирост и об-
щий урожай, но и на качество плодов — в этом случае
образуются уродливые и быстро желтеющие плоды.
Для предотвращения повышения температуры вы-
ше 30 °C проводят вентилирование, как только темпе-
ратура достигнет 28 °C. В этом случае не допускают,
чтобы ОВВ превысила крайние значения, так как мо-
гут возникать большие колебания тургора.
Влияние света. Многолетние опыты, проведенные в
тепличных камерах при различной освещенности, дока-
зывают, что урожай огурцов зависит от интенсивности
освещения (рис. 48). При выращивании огурцов в пери-
од с января до августа в условиях ГДР урожай повы-
шается в среднем примерно на 0,33 кг/м2, если интен-
сивность солнечного света, падающего на растения
сверху, увеличивается на 1 %. Облучение без дополни-
тельного затенения (контроль) в этом опыте было равно
60—65 % от интенсивности радиации вне теплицы. Эти
результаты можно выразить следующим образом: если
общее количество суммарной радиации для растений
увеличивается на 100 лк, то урожай увеличивается при-
близительно на 1 кг/м2.
Для максимального использования потенциальной
урожайности растений огурца необходимо поддержи-
вать в теплицах наиболее высокий коэффициент осве-
щенности. Поэтому ограждения теплиц регулярно очи-
щают в зимние месяцы. Дневные температуры должны
быть на 5—7 % выше ночных.
ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
МИКРОКЛИМАТА В ТЕПЛИЦЕ
Цель тепличного производства заключается в том,
чтобы с помощью автоматизированных систем лучше
использовать генетически обусловленный потенциал
растений, обеспечить большую устойчивость плодоно-
шения при максимальной экономии энергии.
Учитывая результаты различных исследований фор-
мирования урожая, можно конкретизировать агротех-
138
нические требования в отношении поддержания и регу-
лирования факторов роста при выращивании огурцов
(Хейсснер, Шиновски, 1975).
Большинство распространенных в ГДР типов теплиц
имеет оборудование для регулирования факторов роста
в соответствии с биологическими требованиями расте-
ний. Благодаря использованию такого современного
оборудования обеспечивается одновременно экономия
энергии и все более полное приближение условий окру-
жающей среды к оптимальным для растений. Степень
такого приближения определяется имеющейся техникой
и знанием процесса формирования урожая. С учетом
всего этого современное оборудование для автоматиза-
ции процессов в теплицах можно разделить на три груп-
пы, обеспечивающие: *
1) регулирование в постоянных пределах;
2) регулирование с временно изменяющимися пара-
метрами, заданными через алгоритмы, соответственно
вычисленные на основе математических моделей;
3) регулирование с изменяющимися параметрами,
определяемыми на основе предельных значений и ма-
тематических моделей.
Регулирование элементов микроклимата в постоян-
ных пределах в настоящее время еще очень широко
распространено, но оно будет заменено в будущем ком-
плексным регулированием, соответствующим второй
степени автоматизации (2), которая обеспечивает более
полное использование потенциальных возможностей
растений для формирования урожая. Регулирование с
временно изменяющимися параметрами — это, напри-
мер, регулирование температуры в зависимости от осве-
щения. Последняя степень (3) регулирования условий
основывается на измерении состояния растения, степени
водообеспеченности, температуры листьев, фотосинтеза
и т. д. Этот метод в настоящее время является объек-
том научных исследований.
Интенсивность света. На основании измерения чис-
той продуктивности фотосинтеза у огурцов установлено,
что вегетативная масса растений в посеве увеличивает-
ся параллельно с интенсивностью облучения. Такая же
зависимость существует и между формированием уро-
жая и интенсивностью освещения.
По экономическим причинам в настоящее время не
используются искусственные источники света для опти-
139
мизации условий освещения в теплицах. Лишь при про-
изводстве рассады эти условия могут улучшаться путем
дополнительного освещения. Для максимального ис-
пользования естественного освещения необходимо:
— выращивать сорта, обладающие высоким фото-
синтетическим потенциалом;
— обеспечивать оптимальную густоту стояния рас-
тений;
— регулировать влияющие факторы (температуру
и содержание СО2 в зависимости от интенсивности ос-
вещения);
— для сооружения теплиц использовать материалы,
обладающие хорошей светопроницаемостью.
Интенсивность освещения принимается как величина,
которая не может изменяться с помощью регулирующей
техники. Поэтому интенсивность освещения измеряется
подходящим датчиком (в диапазоне спектра 0,40—
0,70 нм) и в зависимости от ее величины изменяют дру-
гие факторы роста.
Температура воздуха и почвы. Проблема регулиро-
вания температуры в меньшей степени зависит от тех-
нических возможностей, чем от определения оптималь-
ных пределов. Требования к температуре зависят от
фазы развития растения, его приспособленности к опре-
деленным условиям окружающей среды, а также от
оптимальности процессов фотосинтеза, роста и обмена
веществ в различных частях растений. Результаты из-
мерения чистой продуктивности фотосинтеза свидетель-
ствуют о том, что температура воздуха колеблется
главным образом в зависимости от интенсивности осве-
щения. Общеизвестно, что температура может быть тем
выше, чем более благоприятны условия освещения,
обеспечение водой и СО2. Всякое, даже незначительное
повышение температуры, особенно зимой, связано с
большим расходом энергии. Так как температурный
оптимум фотосинтеза лежит не в очень узких пределах,
температура может быть на 1 или 2 °C ниже оптималь-
ной, и это не отразится на формировании урожая. Дока-
зано также, что температура воздуха может быть до-
полнительно снижена, если обогревается почва.
Содержание СО2 в воздухе. Его можно поддержи-
вать или регулировать с помощью специального устрой-
ства. Чистая продуктивность фотосинтеза положительно
изменяется при содержании СО2 до 0,2 %. Как правило,
140
концентрация СО2 от 0,1 до 0,16 % достаточна для бо-
лее эффективного увеличения чистой продуктивности
фотосинтеза. Кроме того, потери СО2 при концентрации
0,15 % настолько велики вследствие воздухообмена, что
добавление СО2 неэффективно. Двуокись углерода ис-
пользуется лучше, если при увеличении ее концентра-
ции поддерживается более высокая температура.
Водообеспеченность растения. Водообеспеченность
растения зависит от снабжения его водой и испарения
воды листьями. Поглощение воды растением зависит
в основном от влажности почвы, а транспирация — от
температуры, ОВВ и интенсивности освещения. Если
испарение воды в течение длительного периода превы-
шает ее поглощение, растение увядает. Для предотвра-
щения этого ограничивается транспирация. В зависи-
мости от показателя, используемого для определения
недостатка влаги, различают следующие методы:
1) водообеспеченность растения измеряется непос-
редственно (например, по поглощению р-лучей). Если
установлен водный дефицит, то путем кратковременного
дождевания снижают температуру листьев;
2) в качестве показателя используется транспира-
ция. Она измеряется непосредственно или вычисляется
на основе установленной опытным путем зависимости
между транспирацией и показателями микроклимата
(температурой, интенсивностью освещения, ОВВ);
3) кратковременное дождевание проводят в зависи-
мости от ОВВ. Определенный предварительно нижний
предел ОВВ зависит также от интенсивности солнечного
освещения;
4) определяется дефицит влажности воздуха. При
достижении его нижнего предела, зависящего от интен-
сивности освещения, на короткий период включается
дождевальная установка.
Практическое значение в настоящее время имеют
методы 3 и 4.
Требования к поддержанию и регулированию кли-
матических факторов роста при выращивании теплич-
ных огурцов можно обобщить следующим образом:
1) температура воздуха колеблется в течение суток.
Ночью она поддерживается в пределах 15—20 °C. Днев-
ная температура регулируется в зависимости от интен-
сивности освещения. Большая изменчивость этого пока-
зателя требует при регулировании измерения интенсив-
141
кости естественного и искусственного освещения каждые
15—30 мин;
2) в период вегетации ночная температура постепен-
но повышается примерно с 18 °C после высадки рассады
до 20 °C в конце вегетации;
3) степень вентилирования устанавливается постоян-
ной, с тем чтобы температура не повышалась больше
чем на 2 °C сверх предельной для обогрева. Максималь-
ная степень открытия фрамуг ограничивается в зависи-
мости от температуры вне теплицы, чтобы предотвра-
тить очень сильное охлаждение вблизи фрамуг;
4) при регулировании температуры воздуха допус-
каются следующие отклонения: динамические — от 1 до
3°С, статические — не более ±0,5 °C;
5) при подкормке СО2 рекомендуется поддерживать
постоянную концентрацию в пределах от 0,1 до 0,15%.
Дополнительную двуокись углерода дают, если интен-
сивность освещения превышает 2 клк. При более высо-
ком содержании СО2 температуру повышают соответст-
венно интенсивности освещения, а именно при 0,05 %
на 2°С/клк, при 0,1 % на 3°С/клк, при 0,16 % на 4°С/клк;
6) температура почвы или субстрата поддержива-
ется,в пределах 22—24 °C;
7) для создания оптимальной ОВВ проводят кратко-
временное дождевание;
8) продолжительное дождевание при минимальном
расходе воды проводят, когда сосущая сила почвы, из-
меренная тензиометром, равна 30 мм рт. ст.
ОБЩЕПРИНЯТОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УСЛОВИИ
МИКРОКЛИМАТА В ТЕПЛИЧНЫХ КОМПЛЕКСАХ
Принцип многоканального регулирования. Регулиро-
вание температуры по многоканальному принципу —
один из вариантов клавишного регулирования. Датчики
и точки для измерения в отдельных секторах теплиц
последовательно связаны с одним выключателем — ре-
гулятором. Соединение осуществляется от переключаю-
щих частей регулирующего контура.
Максимально возможное число регулирующих кон-
туров определяется числом факторов микроклимата в
регулируемом секторе и требуемой точностью регули-
рования.
При регулировании приводятся в действие соответст-
вующие точки для определенного промежутка времени
142
или сохраняются заданные стопором параметры до
получения следующей команды от датчика. Каждый
регулирующий контур настраивается на три значения
фактора через ступенчатые переключатели, которые
включаются в зависимости от освещенности или автома-
тически часовым механизмом. Центральная единица
этого BMSR-устройства состоит из регулятора, с кото-
рым через переключатель регулирующего контура свя-
зано до 12 регулирующих единиц. Регулирование тем-
пературы осуществляется путем обогрева и вентилиро-
вания, переключением в зависимости от освещенности,
предохранением фрамуг от действия ветра, оптически-
ми и акустическими сигналами при нарушениях.
В зависимости от имеющихся значений в теплице
через регулятор подбираются семь различных функций;
механизмом, работающим при высоком напряжении и
с релейной защитой, переключаются отдельные на-
строенные устройства.
Интервал (охват) импульса, управляющего этими
устройствами, постоянный — 3,5 с. Скорости настройки
согласовываются с соответствующими условиями. На-
ряду с настраиваемыми элементами для желательных
значений, регулирующее устройство BMSR имеет кон-
трольные и обслуживающие элементы.
Регулирование температуры путем обогрева и вен-
тилирования. Температура, измеренная в определенном
числе точек в теплице, сравнивается с избранным значе-
нием в регуляторе. В зависимости от величины отклоне-
ния от заданной температуры срабатывают соответ-
ствующие регуляторы в точках измерения (табл. 28).
Таблица 28. Зависимость между числом контуров регулирования
и интервалом времени
Контуры регулирования, шт.
Интервал контура, с Ходовой никл, с
Включенные точки разнятся одна от другой при-
мерно на 0,7°С, лишь охват между «выключение обо-
грева» и «начало вентилирования» поддерживается пе-
ременным. Клапан водяного обогрева — это двухходо-
143
вой смесительный клапан, который включается по ко-
манде от одного трехточечного регулятора. Регулирова-
ние воздушного обогрева, осуществляемое также через
трехточечный регулятор, имеет следующие преимущест-
ва: при сравнительно небольших отклонениях включает-
ся одна группа воздухообогревателей, благодаря чему
уменьшаются высокие токовые нагрузки, возникающие
при включении генераторов воздушного обогрева, и
уменьшается частота включения воздухообогревателей.
Лишь при больших отклонениях в регулирование вклю-
чается вторая группа воздухообогревателей.
Угол открытия фрамуг определяет степень вентили-
рования. Определенные точки включения электронного
регулятора используются для открытия или закрытия
фрамуг на кровле и в боковых стенах. Все это осущест-
вляется по команде.
Переключение на требуемое значение фактора в за-
висимости от освещенности. В зависимости от интенсив-
ности освещения регулирующее устройство может на-
страиваться на три различных значения: «солнечный
день», «облачный день» и «ночь». Переключение на
требуемые значения осуществляется автоматически.
Предохранение фрамуг от ветра. Для предохранения
теплицы от ветра предусматривается использование ав-
томатики для быстрого закрытия фрамуг. Если скорость
ветра превысила определенный предел, регулирующий
клапан закрывает их через 60 с. Фрамуги открываются
снова, если в течение 5 мин температура превысит оп-
тимальное значение.
Аппаратура для контроля и сигнализации. Устройст-
во для регулирования на многоканальном принципе
имеет оптический указатель и звуковой сигнал, которые
включаются, если регулируемый фактор выше или ни-
же заданного значения. Кроме того, осуществляется ав-
томатический контроль переключателя для точек изме-
рения, тактового питателя и питания током отдельных
элементов. При неисправностях также включается сиг-
нал.
ЕДИНИЧНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ — ПРИНЦИП КОМПЛЕКСНОЙ
ПОДДЕРЖИВАЮЩЕЙ И РЕГУЛИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ
На основе агротехнических требований, разработан-
ных Институтом овощных культур в Гроссбеерене, к ре-
гулирующей технике и опыта эксплуатации регулирую-
144
щего устройства на принципе многоканальной системы
создается новая регулирующая автоматика на принципе
единичного регулирования.
Техническая характеристика регулирующего устрой-
ства G 100. Оно состоит из измерительного трансформа-
тора, контрольного прибора, регулятора, а также реле
и схемы связи. В зависимости от способа использования
основное устройство может быть связано максимально
с 10 регуляторами.
Описанная регулирующая техника, работающая на
принципе многоканального регулирования, использует
один регулятор для большего числа регулируемых еди-
ниц, вследствие чего выявляются некоторые недостатки.
Возможен случай, когда избранный регулирующий кон-
тур через круговой переключатель при внезапных по-
вреждениях включится не сразу. Кроме того, нельзя
осуществлять регулировку при усложнении факто-
ров.
•В регулирующем устройстве G 100 используется пос-
ледовательное единичное регулирование. Каждая точка
контролируется специальным регулятором, и каждая
регулируемая величина — температура воздуха и почвы
или температура питательного раствора (в гидропонных
сооружениях) —имеет измерительный трансформатор.
Необходимые измерительные трансформаторы для ре-
гулирования содержания СО2 и ОВВ не являются сос-
тавной частью регулирующего устройства G 100 и ус-
танавливаются в соответствующих теплицах.
Функции регулирующего устройства. Для предохра-
нения теплицы при сильном ветре фрамуги закрываются
принудительно. Предельная скорость ветра, при которой
производится закрытие фрамуг, зависит от района и
может быть 11 и 14 м/с.
При непосредственном увеличении скорости ветра
может приостанавливаться команда на открытие фра-
муг. Кратковременное влияние ветра со скоростью ме-
нее 25 м/с не отражается на выполнении команды.
Когда необходимо увеличить период вентилирования,
подается сигнал на еще не закрытые фрамуги (напри-
мер, при механическом дефекте). При скорости ветра
более 30 м/с температура регулируется путем новой
'настройки автоматики. Поэтому не требуется очень
частого открытия и закрытия фрамуг при переменной
силе ветра.
10 Заказ 4851
145
Для предотвращения чрезмерного вторжения холод-
ного воздуха при низкой температуре вне теплицы фра-
муги не открывают или открывают не полностью. Регу-
лирующее устройство G 100 снабжено деталью для
управления настройкой, что обеспечивает принудитель-
ное закрытие фрамуг, если температура вне теплицы
более чем на 4°С ниже заданной для теплицы.
С увеличением интенсивности освещения необходимо
периодически увеличивать значения температуры возду-
ха и ОВВ.
Интенсивность -освещения в теплице измеряется
двумя ограничивающими усилителями через 440 с, что
предупреждает быструю реакцию на смену интенсив-
ной солнечной радиации и облачности. Они обеспечи-
вают необходимое направляющее напряжение для ре-
гуляторов.
Например: температура воздуха 2°С/10 клк; верхний
предел 30 клк или влажность воздуха 7,5%/10 клк; верх-
ний предел 20 клк.
Выше этих значений автоматическое регулирование
не осуществляется.
Кроме того, имеется возможность для поддержания
следующих значений в зависимости от интенсивности
освещения:
1) установка регулирующего устройства на кратко-
временное дождевание при более 2 клк/м2;
2) установка устройства для подкормки СО2 при
ослабленном освещении — 2 клк/м2;
3) включение дополнительного освещения, если ес-
тественное меньше 2 клк/м2..
Регулирование температуры воздуха и относительной
влажности воздуха. Температура воздуха и ОВВ регу-
лируются двухточечными, трехточечными и переменны-
ми Р1-регуляторами.
Каждая группа воздушного обогрева имеет двухто-
чечный регулятор со степенями включения; значение
при настройке регулируется в зависимости от требуемой
точности.
Вследствие очень больших констант для отрезков
времени при водяном обогреве добавляются Pi-регуля-
торы. При ошибочной команде от автоматического пе-
редатчика фрамуги закрываются специальным включа-
телем. Можно подчеркнуть, что настройка фрамуг в
зависимости от наружной температуры достигается бла-
146
годаря действию большего числа регуляторов и датчи-
ков температуры воздуха. Для предотвращения взаим-
ного влияния регуляторов и использования оптимально-
го обогрева боковых стен единичные регуляторы наст-
раиваются на постепенное увеличение регулируемых
значений.
Регулирование температуры воздуха тесно связано
с регулированием ОВВ и охлаждением листьев. Край-
няя ступень регулятора влажности действует на особое
устройство для направленного регулирования, которое
обеспечивает открытие магнитного клапана теплицы.
Для предотвращения повреждения растений высокой
ОВВ включен двухточечный регулятор для открытия
фрамуг.
Регулирование температуры почвы. На основе очень
высоких констант для отрезков времени регулирование
системы обогрева почвы осуществляется каскадно. Один
постоянно направляющий регулятор, настроенный на
принятые пределы, усиливается PI-регулятором, кото-
рый командует клапаном, вмонтированным в первич-
ный контур теплообменника.
Регулирование содержания СО2. В соответствии с тех-
нологией используется двухточечный регулятор с двумя
ступенями включения и возможностью автоматической
настройки на требуемые значения.
Контроль. Регулирующее устройство G 100 имеет
контрольную мигающую лампу, сигнализирующую о
том, что: 1) температура опустилась ниже минималь-
ной; 2) температура превысила максимальную; 3) фра-
муги закрыты, несмотря на более высокое предельное
значение скорости ветра;
4) фрамуги открыты, несмотря на более высокое
значение температуры вне теплицы.
Во всех частях устройства контролируется обеспече-
ние рабочего напряжения. Сигналы о повреждениях
суммируются.
Регулирующее устройство может настраиваться на
централизованное и децентрализованное обслуживание.
К централизованным функциям относятся включение
и выключение автоматического охвата, внешние и внут-
ренние переключения с обеспечением требуемого значе-
ния. Включенные измерительные приборы связаны со
световыми сигналами (лампы). Всякая настройка ре-
гулирующей аппаратуры связывается с ростом куль-
10*
147
туры, причем изменения в значении необходимого по-
казателя относятся к децентрализованным функциям
обслуживания.
Измеряющая и регистрирующая части с переключа-
телем измеряемых значений и прибор, на котором от-
считываются все желательные и фактические значе-
ния, как и заданные предельные значения, могут без
прекращения процесса настраиваться на требуемые зна-
чения.
Управление дождеванием. Для комплексной авто-
матизации теплиц совершенно необходимо устройство
для управления дождеванием. Системы дождевания с
двумя автоматами (VEB GRW, Телтов) устанавливают
в ящик на стене. Пуск осуществляется вручную или от
установленного снаружи часового механизма. Предва-
рительно избираются от 1 до 4 повторяющихся про-
грамм для хода или непрерывного хода (оборота). Вре-
мя дождевания устанавливается от 1 до 20 мин и оди-
наково для всех магнитных клапанов. Ненужные маг-
нитные клапаны могут выключаться. Благодаря этому
существует возможность использования двух автоматов
этого типа в зависимости от способа включения парал-
лельно со следующим по порядку мероприятием.
Путем включения контактных гигрометров возмож-
но и кратковременное дождевание, при котором одним
гигрометром включаются пять магнитных клапанов.
Продолжительность дождевания уменьшается автома-
тически на 7ю установленного времени, но все же не
более 15 с. Такой кратковременный цикл возможен,
когда не проводится ни один продолжительный цикл
дождевания.
Второй основной тип автомата для дождевания про-
изводится секцией «Техника» VEB по цветоводству в
Эрфурте. Этот автомат управляет тридцатью четырьмя
магнитными клапанами. Время настройки от 10 с до
6 мин отдельно для каждого клапана. Вручную или
часовым механизмом включаются 1—4 повторяющиеся
программы.
Программа дождевания может включаться автома-
тически датчиком влажности почвы (например, тензио-
метром). Отдельные магнитные клапаны могут выклю-
чаться. а при настройке на последовательную работу и
пропускаться.
Исходя из физиологических требований растений и
148
опыта создания указанных автоматов для дождевания
в Институте овощных культур в Гроссбеерене агротех-
нические требования как задание для эффективного дож-
девания сформулированы следующим образом:
— повышение числа команд на полив максимум до
320;
— распределение команд для полива по группам;
—дождевание в зависимости от влажности почвы и
воздуха или температуры;
— раздельная настройка времени продолжительного
и кратковременного дождевания (максимум 20 мин и
минимум 2 мин);
— очень хорошая организация кратковременного дож-
девания для охлаждения листьев и повышения ОВВ;
— часовой механизм для однократного или повтор-
ного включения на 24 ч;
— специальная программа для смывания удобрений
с растений после внекорневой подкормки;
• —наличие связи каждого магнитного клапана с при-
бором и контроль хода дождевания.
V.
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ
МИКРОКЛИМАТА В ТЕПЛИЧНЫХ ХОЗЯЙСТВАХ СССР
II 11 1
В последние десять лет в Советском Союзе проис-
ходит бурный процесс перевода тепличного производст-
ва на промышленную основу. Специализированный за-
вод ежегодно производит металлические конструкции
примерно на 500 гектаров теплиц. Этот завод коопери-
руется с другими предприятиями, что позволяет быстро
создавать тепличные комплексы с очень высоким тех-
ническим уровнем. Насыщение теплиц автоматикой
осуществляется на основе социалистической коопера-
ции и интеграции с ГДР.
Индустриальное строительство теплиц и промыш-
ленное производство овощей в теплицах немыслимы без
современной системы управления технологическими
процессами. Разработана автоматизированная система
управления (АСУ) технологическими процессами (ТП)
в соответствии с уровнем технического прогресса.
АСУ ТП в тепличном овощеводстве состоит из двух
основных частей: одна относится к технологическим
вопросам, то есть управлению условиями выращивания
тепличной культуры с помощью техники, а другая — к
вопросам управления процессами различных служб хо-
зяйства (организация производства, труда, транспорта
и др.).
Особое внимание уделяется проблемам управления
процессами оптимизации условий почвенной и воздуш-
ной среды, в которых развиваются тепличные культу-
ры.
КОНСТРУКЦИИ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ,
МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ В ТЕПЛИЦАХ
Конструкция теплиц непосредственно связана с воз-*
можностями создания и поддержания нужного микро-
климата, эффективным проведением технологических
процессов выращивания культур, рациональным ис-
пользованием технологических средств и внутрихозяй-
ственного транспорта.
150
Увеличенный воздушный объем теплицы благопри* ,
ятно влияет на регулирование и постоянство микрокли-
мата. Увеличение воздушного объема достигается уве-
личением ширины пролета и высоты конструкции. С
увеличением ширины пролета, особенно одинарных или
спаренных ангарных теплиц, увеличивается воздушный
объем и улучшаются условия освещенности, что обес-
печивает увеличение раннего и общего урожая выра-
щиваемых культур.
С другой стороны, с увеличением ширины пролета
увеличивается расход металла на единицу площади
теплицы. Исследования Технического университета в
Ганновере (ФРГ) показали, что с увеличением шири-
ны пролета теплиц от 7,2 до 28,8 м расход металла воз-
растает с 13 до 29 кг/м2. Тип несущей конструкции име-
ет большое значение при решении вопроса об увеличе-
нии ширины пролета и уменьшении потребности в ме-
талле. Применение решетчатых ферм вместо двутавро-
вых стальных позволяет снизить расход металла на
31%. Блочные теплицы с шириной пролета 6,4 м доро-
же теплиц с шириной пролета 3,2 м, но теплицы с про-
летом 6,4 м и с двумя секциями по 3,2 м мало отличают-
ся по стоимости от теплиц с пролетом 3,2 м. Например,
в Голландии теплица с расстоянием между стойками и
одной секцией 3,2 м стоит 36 гульденов/м2. Теплица с
секцией 3,2 м и пролетом 6,4 м стоит 39,4 гульден а/м2,
а с расстоянием между стойками 6,4 м и секцией 6,4 м—
48,7 гульдена/м2.
Ангарные теплицы, отличающиеся большим рассто-
янием между стойками и большим объемом, по выходу
продукции превосходят блочные теплицы таких же
размеров. Это подтверждено исследованиями на Эф-
фордской опытной, станции в Англии. Основная зона
строительства ангарных теплиц — это северные районы
с более продолжительным зимним периодом и обиль-
ными снегопадами.
Улучшение микроклимата и использование высоко-
производительной техники возможно при увеличении
ширины пролета до 6,4 м и высоты до 2,7—3 м под
желобами блочных теплиц. Большое значение имеет
герметичность сооружения для экономии тепла и сече-
ние шпросов для лучшей освещенности.
Для обеспечения большего буферного воздушного
пространства шпалера не должна быть выше 2,1 м. Это
достигается увеличением высоты блочных теплиц. В
151
этих условиях увеличивается эффективность работы си-
стем увлажнения и испарительного охлаждения путем
распыла воды, применения теплозащитных экранов
и пр.
В СССР в перспективе будут осваиваться новые
блочные конструкции с шириной пролета 6,4 м и сек-
циями по 3,2 м, с алюминиевыми шпросами. Строятся
и ангарные теплицы с шириной пролета 18—21 м, ко-
торые можно соединять в двухсекционные (спаренные
ангарные) теплицы с общей шириной 36—42 м.
Пленочные теплицы блочного типа с металлической
несущей конструкцией, пролетом 6 м и секциями по 4 м
выпускаются серийно на заводах. Расход металла на
блочную теплицу площадью 1 га, крытую полиэтилено-
вой пленкой, для выращивания рассады с четырьмя
блоками и пролетом 6 м, а также боковым и верхним
вентилированием составляет 8 кг на 1 м2. Производят-
ся и ангарные теплицы с шириной пролета 9 м.
Советские специалисты считают, что наличие дре-
нажа в теплицах — обязательное условие в борьбе с за-
солением, заболачиванием и для обеспечения хорошего
водного и воздушного режима почвы. По данным из
ГДР, для теплиц предпочтительны почвы с водопрони-
цаемостью 50—100 мм/с и воздухопроницаемостью 30—•
40 мм/с.
Для строительства тепличных комбинатов в южных
районах, где преобладает производство томатов, наибо-
лее подходят местоположения с легкими супесчаными
или песчаными почвами. Целесообразно размещение
комбинатов на естественных почвах с хорошими физи-
ческими и особенно водными свойствами.
ДОСТИЖЕНИЯ В РАЗРАБОТКЕ РЕЖИМА ВЫРАЩИВАНИЯ
ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР И РАССАДЫ
Рациональное использование солнечной энергии,
природных и технических источников тепла
Солнечная радиация, энергетика (термальные
воды, тепловые и атомные электростанции и др.) и на-
личие легких супесчаных и аллювиальных почв благо-
приятствуют развитию тепличного производства в юж-
ных районах СССР.
152
Несмотря на это, введение переходного оборота
(высадка рассады осенью и выращивание культур до
июля) даже в благоприятных условиях юга встречает
трудности. Растения развиваются в зимние месяцы, по-
этому их созревание происходит неравномерно и нет
нарастающего поступления урожая. Такое положение
можно исправить поддержанием оптимального микро-
климата, подбором сортов, мероприятиями по улучше-
нию завязывания плодов, а главное — соблюдением
правильного режима в зависимости от поступления
солнечной энергии.
Использование электроэнергии и приборов
для облучения при выращивании рассады
и тепличных культур
В недалеком прошлом в условиях средней полосы
СССР рассаду выращивали на стеллажах, используя
люминесцентные лампы при установленной мощности
до 400 Вт/м2,
Опыты показывают, что если рассада огурцов вы-
ращена при установленной мощности 120 или 160 Вт/м2,
то разница в раннем и общем урожае в условиях сред-
ней полосы СССР невелика.
Технология выращивания должна обеспечить высо-
кое качество рассады, но также экономию электроэнер-
гии и рациональное использование мощностей. Важней-
шая задача при выращивании рассады — ускорить на-
чальное развитие растений. Необходимо обеспечить
формирование мощной корневой системы и листового
аппарата, а также заложение репродуктивных органов
в соответствии с вегетативным развитием. Проводится
подготовка рассады к условиям, в которых растения
будут расти после высадки. Это требует постепенного
уменьшения освещенности — с 8000 до 2500 лк для то-
матов и с 5000 до 2500 лк для огурцов. Продолжитель-
ность периода искусственного освещения также посте-
пенно уменьшается с 16 до 12 ч для огурцов и с 16 до
14 ч для томатов.
Разница во влиянии различных источников искусст-
венного света не очень велика, но все же увеличивает-
ся при большей светоотдаче ламп (табл. 29).
Более целесообразно использовать металлогалоген-
ные и натриевые лампы для выравнивания уровня ос-
153
Таблица 29. Динамика плодоношения томатов сорта Сонато
в зависимости от источника освещения, кг/м2
******^^
Источник освещения (лампы)
Урожай, кг/м2
до 1. V
до 1. VI
до 1. VII
до 25. VII
HLRG-400
НР1/Т=400
SON/T«400
0,44 3,0
0,54 3,3
0,64 3,5
10,3
10,9
11,4
вещенности, уменьшая установленную мощность с це-
лью экономии энергии.
Тесная связь между условиями освещенности и
адаптацией корневой системы доказана многочислен-
ными исследованиями. Явление «шока» после высадки
рассады, неприспособленной к более слабому светово-
му режиму, и отмирание корней после высадки пере-
росшей рассады показано Ю. М. Андреевым в Ти-
мирязевской сельскохозяйственной академии.
В. М. Леман и К. М. Винарова установили, что вы-
сокая интенсивность освещения способствует пышному
развитию растений, но не обеспечивает адаптации к
темноте.
Более редкое размещение рассады вызвано необхо-
димостью обеспечить хорошую освещенность всех рас-
тений.
Обогрев и температурный режим
в зоне обитания корней
Обеспечение необходимой температуры почвы —
важное условие регулирования развития корневой си-
стемы и правильного снабжения растений водой и пи-
тательными веществами.
Обогрев почвы — обязательное мероприятие для вы-
сокой рентабельности производства. Многие наблюде-
ния показали, что только обогревом воздуха теплицы
нельзя добиться температуры, требующейся корневой
системе растений. Температура почвы в этих случаях
будет лишь средней между ночной и дневной темпера-
турой воздуха. Если в связи с пониженной освещенно-
стью и с целью соблюдения необходимого уровня при-
ходно-расходного баланса у растений температура воз-
духа днем поддерживается 20 °C, а ночью 18 °C, то тем-
154
пература почвы будет равна 19 °C. Во многих случаях
эта температура низка для корневой системы. Поэтому
во всех тепличных хозяйствах в СССР при зимне-ве-
сеннем обороте, особенно при производстве огурцов,
обязателен обогрев почвы.
Опыт работы тепличных хозяйств показывает, что
расположение труб обогрева в почве на расстоянии
1,6 м одна от другой стоит не более 1 руб/м2, и что при
использовании полиэтиленовых труб и правильной их
эксплуатации они могут использоваться без замены не
менее 10 лет. Можно отметить, что подпочвенный обо-
грев для зимне-весенней культуры овощей — обяза-
тельное условие как с агротехнической, так и с эконо-
мической точек зрения.
Совхоз-комбинат «Московский» после двух лет эк-
сплуатации зимних теплиц, 2/3 площади которых имели
технический подпочвенный обогрев и 7з — обогрев с
помощью соломенных тюков, перешел полностью на
технический обогрев. В настоящее время почти во всех
районах СССР теплицы переводятся на технический
подпочвенный обогрев.
В трехлетних опытах в теплицах учебного хозяйст-
ва ТСХА «Михайловское» Московской области изуча-
ли эффективность подпочвенного обогрева и получили
убедительные данные (табл. 30). Температура почвы
в контроле составляла в среднем 18 °C, а в варианте с
подпочвенным обогревом — 22 °C.
Таблица 30. Влияние обогрева почвы на урожаи огурцов сорта
Спору в зимне-весеинем обороте
Вариант
Ранний урожай Общий урожай
кг/м2 % кг/ма %
Без обогрева почвы (кон-
троль)
При обогреве почвы
100
122
При выращивании томатов вопрос об обогреве поч-
вы обстоит несколько иначе. Эти растения требуют бо-
лее низкой температуры почвы, чем огурцы, но если
иметь в виду чередование культур и более рациональ-
ное использование теплиц, то устройство подпочвенного
обогрева обязательно. При высадке томатов темпера-
155
Таблица 31. Влияние температуры почвы на урожаи томатов
сорта Зеландия при зимне-весеннем производстве
Варианты Ранний урожай Общий урожай
кг/м2 ь % кг/м2 %
Без обогрева почвы (кон- троль) 4,9 100 10,4 100
При обогреве почвы 6,4 130 11,9 114
тура почвы должна быть 15 °C, а в период вегетации —
около 17—20 °C.
В трехлетних опытах по изучению влияния темпе-
ратуры почвы (20—22 °C и 15—17 °C на глубине 25 см)
получены интересные данные (табл. 31). Нужно отме-
тить, что эти результаты получены при пониженных
ночных температурах (12—15 °C), что снизило затра-
ты энергии.
Высев семян томатов был проведен в декабре, а вы-
садка — в начале марта в Москве, где среднесуточная
солнечная радиация составляет 974 Дж/см2 (для срав-
нения—в Вагенингене, Голландия, она равна 748 Дж/см2,
в Копенгагене, Дания — 861 Дж/см2 и в Потсдаме,
ГДР —857 Дж/см2).
При благоприятной температуре почвы, хорошей
аэрации и нормальном водоснабжении усиливается по-
глощение воды и питательных веществ растениями.
Лишь при таких условиях овощные растения развива-
ют мощную и активную корневую систему. Растения
томата при сильной солнечной радиации, даже при
нормальном содержании азота в почве, образуют тол-
стые стебли, рост которых усиливается и в высоту, ус-
коряется также рост листьев и плодов.
Особое значение имеет обогрев субстрата в мало-
объемной культуре на минеральной вате, в торфяных
контейнерах, мешках или матрасах, поскольку при тем-
пературе ниже 21 °C культура огурца может поражать-
ся Pythium.
Температура корнеобитаемой зоны служит средст-
вом управления не только водным и пищевым режима-
ми. Корень — это место, где вырабатываются вещества,
имеющие большое значение для регулирования процес-
сов роста и плодоношения растений. Опыты В. В. Лыч-
кина выявили существенную связь между температу-
156
рой питательного раствора на гидропонике, освещен-
ностью и температурой воздуха, из чего следует, что
оптимальное значение температуры корнеобитаемой
зоны определяется совокупностью взаимосвязанных
факторов.
Связь режима температуры и влажности воздуха
теплицы с плодообразованием и
итосанитарным
состоянием растений
На основании многолетних исследований и анализа
данных о микроклимате и фитосанитарном состоянии
основных тепличных культур — огурца и томата, были
разработаны параметры для некоторых факторов мик-
роклимата (табл. 32).
Т а б лица 32. Оптимальные параметры микроклимата в блочных
теплицах
Томаты
Факторы
до плодо-
ношения
в период
плодоношения
до плодоно-
шения
в период
плодоношения
Температура
воздуха в
солнечный
день, °C
Температура
воздуха в
облачный •
день, °C
Температура
воздуха
ночью, °C
Температура
почвы, °C
Влажность
воздуха, %
Концентрация
СО2 в воз-
духе, %
Скорость дви-
жения воз-
духа, м/с
22—24
20—22
19-21
22-24
65—70
0,15-0,20
0,20—0,25
26—28
22—24
20—22
23—25
80—85
0,15—0,20
0,25—0,35
21—23
19—21
15—17
16—18
60—65
0,15—0,20
0,25—0,35
23—25
20-22
17—19
18—20
65-70
0,15-0,20
0,35—0,50
Стало возможным на основе номограмм установить
нижние пределы температуры теплоносителя в зависи-
мости от параметров теплицы, температуры внешней
среды и скорости ветра. Номограммы позволяют при
157
Рис. 49. Зависимость между температурой возду-
ха, ОВВ и временем образования росы:
/ — температура воздуха; 2 — температура листа; 3 — точ-
ка росы; 4—ОВВ.
правильном ограничении максимальной температуры
добиться ее равномерного изменения вместо скачкооб-
разных колебаний (рис. 49).
Влажность воздуха регулируется путем частичного
ограничения температуры теплоносителя и степени от-
крытия фрамуг. Чтобы относительная влажность воз-
духа не превышала 80%, оператор, используя разрабо-
танные НИИОХ таблицы, может выбрать самый ниж-
ний предел закрытия фрамуг.
Оценка микроклиматических условий в аспекте био-
логических параметров показывает, что отклонения
от оптимальных параметров способствуют распростра-
нению возбудителей болезней. При повышенной влаж-
ности воздуха и особенно при конденсации водяного
пара (росы) создаются условия для развития болез-
ней. Наиболее опасная болезнь, связанная с микрокли-
матом,— серая пятнистость (аскохитоз) огурцов и се-
рая гниль томатов.
Интересные результаты получены при использова-
нии нового аэромикологического метода борьбы с гриб-
ными болезнями в теплицах.
158
В теплице через каждые 50 см в высоту (до 200 см)
расставляют чашки Петри с глицерино-желатиновой
смесью для улавливания спор возбудителей, которые
учитывают через 10 дней. Полученные данные позво-
ляют не только следить за микроклиматом, но и прог-
нозировать развитие некоторых болезней. Поддержа-
ние определенного микроклимата, как способ борьбы с
аскохитозом, серой гнилью и другими болезнями, поз-
воляет ограничивать размножение вредителей и влия-
ет на плодообразование.
Вследствие повышенной влажности воздуха в ут-
ренние часы пыльца почти не осыпается, а рыльце от
перегрева в середине дня теряет тургор. В этих усло-
виях пыльца томата плохо прилипает к рыльцу, нару-
шается процесс ее прорастания и оплодотворения яй-
цеклеток. В результате нарушения режимов влажно-
сти и температуры воздуха во второй половине марта
наблюдается сильное опадение цветков.
Следовательно, независимо от фазы роста и разви-
тия, плодообразование определяется прежде всего мик-
роклиматом. Нарушение его оптимальных параметров
устраняется проветриванием, подогревом и кратковре-
менным дождеванием в середине дня (испарительное
охлаждение). Перегрев снижает фертильность пыльцы,
и даже при 95—98% фертильности процент завязыва-
ния плодов может быть низким (25—28). Кроме того,
под воздействием высоких температур столбик удли-
няется, и это затрудняет прорастание пыльцевых тру-
бок до яйцеклеток.
Эти исследования, кроме практической стороны (ре-
• комендации по режиму микроклимата для уменьшения
поражения огурцов аскохитозом и улучшения условий
плодообразования томатов), позволяют сделать выво-
ды по методике изучения условий тепличной среды и
реакции растений на режим микроклимата.
Влажность почвы и полив тепличных культур
Оптимальное содержание воды в почве и правиль-
ное регулирование ее поступления в растения в значи-
тельной мере определяют уровень урожаев.
Дифференцированный полив в зависимости от фа-
зы роста и развития, времени года и поступления сол-
нечной энергии имеет большое значение для успеха
производства овощей.
159
Многие авторы доказывают наличие связи между
солнечной радиацией, физическими свойствами почвы
и содержанием в ней воды. По данным Ф. И. Павлова,
для почвы с объемной массой 0,4—0,6 г/см3, содержа-
нием органического вещества 26,2—35,7 г/кг и ППВ
51,8—57% оптимальный режим увлажнения до начала
плодоношения сорта Спору будет 75—80% ППВ, или
33—35% по объему, а в период плодоношения — 85—
90% ППВ, или 40—42% по объему.
Сопоставление расхода поливной воды в период ве-
гетации в условиях Москвы и солнечной радиации поз-
воляет рекомендовать следующие число поливов и
месячные нормы расхода воды при выращивании огур-
цов (табл. 33).
Таблица 33. Число поливов и месячный расход воды при
выращивании огурцов в условиях Москвы
Месяцы
Показатели
Число ПОЛИВОВ
Расход воды,
л/м2
10—12 11—13 16^-18 21—23 27—29 28—30
25—28 50—52 70—75
ПО—
—120
135— 160—
—155 —170
113—125
550—600
Несомненно, на недопотребление, помимо солнеч-
ной радиации, влияют и другие факторы в зимний пе-
риод, например теплоизлучение системы обогрева. Это
подтверждают данные, полученные Де Граафом в Гол-
ландии. В декабре часть водопотребления растений,
обусловленная системой обогрева, может составлять
75%, т. е. из 1,6 л/м2 воды расход 1,2 л/м2 определяет-
ся действием обогрева и лишь 0,4 л/м2 — солнечной ра-
диацией (около 210 Дж/см2).
Вопрос о режиме полива тепличных культур с уче-
том поступления солнечной радиации изучал М. И.
Ламм. Он предложил следующую формулу для опре-
деления нормы полива:
Mt=W ППВ (aQcM + hT),
где Мт — норма полива (л/м2), компенсирующая недопотребление
за период Т дней; а, Ь— коэффициенты для данной овощной куль-
туры; QCM — суммарная радиация за Т дней, измеренная в тепли-
160
це (Дж/см2); Т — число дней со времени последнего полива;
W ППВ — требуемая влажность почвы (ППВ %).
При производственной проверке эффективности по-
ливов по указанной формуле установлено, что урожаи
увеличиваются на 6—14%, а экономия воды составля-
ет 23—33%. Однако в большинстве тепличных хозяйств
поливы все еще проводят в зависимости от влажности
почвы.
Ф. И. Павловым была разработана таблица для по-
лива огурцов в условиях Москвы. Нормы полива в таб-
лице даны с учетом радиации и излучения труб обо-
грева (при изменении количества энергии с 210 до
2520 Дж/см2 в сутки). Норма полива колеблется от 1,2
до 5,8 л/м2.
' Предложена также формула для расчета нормы по-
лива на основе характеристик почвы; толщина слоя
почвы (см), объемной массы (г/см3), полной полевой
влагоемкости (% от абсолютно сухого вещества или
% по объему) в начале, середине и конце вегетации
растений. Перед поливом определяется относительная
влажность почвы в весовых процентах.
Поливная норма вычисляется по формуле:
М = 0,1ХПХОХППВ(У1—V2)>
где М — поливная норма (л/м2); 0,1—коэффициент перевода
(л/см2); П— высота слоя почвы (см); О — объемная масса почвы
(г/см3); ППВ — полная полевая влагоемкость почвы (% от абсо-
лютно сухого вещества); Vi — рекомендуемая влажность почвы
(ППВ %); Va — фактическая влажность почвы (ППВ %).
Для автоматизации полива перспективно разрабо-
танное в МИИСП влагоизмерительное устройство на
основе диэлектрической проводимости тока высокой
частоты (20—108 Гц). Наибольшая ошибка измерения
этим устройством наблюдается на почвах с высоким
содержанием органического вещества. Основное до-
стоинство прибора в том, что точность измерений не
зависит от содержания солей в почве.
Важное значение в повышении производительности
труда и качества полива имеют технические решения
насадок и поливных систем. В последние годы в опы-
тах НИИОХ, на базе совхоза-комбината «Московский»,
выявлены преимущества поливной системы с более ча-
стым расположением поливных труб — через 1,6 м вме-
сто 3,2 м. В теплицах с дождевателями, расположенны-
ми через 1,6 м, урожаи огурцов увеличивались в сред-
11 Заказ 4851
161
нем за 2 года на 2,3 кг/м2, томатов — на 0,9 кг/м2, или
соответственно на 9 и 8,2%. Реконструкция системы
полива в совхозе-комбинате «Московский» произведе-
на на */з площади первой очереди (12 га из 36) с рас-
положением труб на 1,6 м и щелевыми насадками КТБ
МПОХ Эстонской ССР.
В СССР используются насадки, обладающие рядом
преимуществ, так как они изготавливаются из одного
и того же материала. Производственные испытания
показали, что поливная установка с трубами, разме-
щенными через 1,6 м, снабженная новыми насадками
дугового или щелевого типов, обладает более высоки-
ми техническими и агроэкономическими показателями,
чем установки с насадками дефлекторного типа, по-
скольку равномерность увлажнения почвы увеличива-
лась на 40—47%; ранний урожай томатов сорта Со-
нато увеличился на 8,8 кг/м2 (9%), а общий —на
2,2 кг/м2 (24%); урожай огурцов сорта Московский
тепличный (при зимне-весеннем производстве) — соот-
ветственно на 0,6 кг/м2 (11%) и 1 кг/м2 (19%) и в то
же время производственные затраты уменьшились на
3500 руб/га в год (исключен полив шлангом).
Стоимость поливной системы при размещении труб
через 1,6 м — 16000 руб/га, а через 3,2 м — на
10 000 руб/га меньше.
Разработанная КТБ МПОХ ЭССР щелевая насадка
распиливает воду под углом 90 или 45°. При использо-
вании насадок второго типа уменьшается расход элект-
роэнергии и воды, а рабочие могут не прекращать те-
кущих работ, так как дорожки остаются сухими.
Представляет интерес и индивидуальный полив
растений томата, выращиваемых в контейнерах. Полив
сочетается с подкормкой при использовании системы
струйного или капельного полива. Важно, что при
капельном или струйном поливе относительная влаж-
ность воздуха остается низкой.
Капельный полив в теплицах гораздо более трудо-
емкий способ, чем дождевание, но при использовании
искусственных субстратов, контейнерных культур, т. е.
при технологии, при которой нет необходимости в об-
работке почвы и перемещении (монтаже и демонтаже)
поливной системы, этот способ дает экономию воды и
удобрений на 20—30%.
Несомненно, перспективные системы должны быть
162
автоматическими и работать с применением солнечных
интеграторов или датчиков влажности почвы в систе-
мах с ЭВМ.
Минеральное питание тепличных культур
и внесение удобрений
Основное значение для минерального питания имеет
направленное поступление почвенного раствора в рас-
тение. Оно зависит от почвенных и воздушных усло-
вий среды обитания растений, а также и от генетиче-
ских факторов — сортовых особенностей. Поглощение
питательных веществ зависит и от концентрации поч-
венного раствора. Путем ее изменения можно регули-
ровать поступление питательных веществ в растение.
В опытах НИИОХ с контейнерной культурой в на-
чале вегетации поддерживалась 0,7%-ная концентра-
ция почвенного раствора, которая постепенно снижа-
лась и в июне равнялась 0,3%. Благодаря этому цве-
тение и плодообразование значительно улучшились по
сравнению с обычной культурой в тепличном грунте, а
ранний урожай превысил полученный в контроле на
60 %.
Количество вносимых удобрений и регулирование
их поглощения должны основываться на физиологии
питания тепличных культур. Поглощение питательных
веществ связано, кроме их концентрации в почве, так-
же с ее влажностью и температурой и содержанием в
ней кислорода.
Наряду с почвенной средой на поглощение мине-
ральных солей влияет и воздушная среда. Основное
значение имеет солнечная радиация. Оптимальная кон-
центрация и соотношение питательных веществ зави-
сят от поступающей радиации, вида, сорта и фазы раз-
вития растений. Поглощение питательных веществ оп-
ределяется и дефицитом влажности, и относительной
влажностью воздуха. Большие возможности в отноше-
нии управления представляет контейнерная культура
на торфе. Это объясняется хорошими физическими и
водно-физическими свойствами субстрата, большими
запасами влаги в нем, хорошей аэрацией и дренажем.
В этих условиях обеспечивается достаточное содержа-
ние кислорода и совпадение хода дневных и ночных
температур, большие раннеспелость и урожаи.
163
Количество необходимых удобрений рассчитывают
дифференцированно, исходя из баланса питательных
веществ, чтобы компенсировать потери и создать запас
необходимых веществ.
При расчете доз удобрений используют ЭВМ, так
как в теплицах,это более сложная проблема, связан-
ная с учетом и управлением большим числом факторов,
чем в открытом грунте.
Питание двуокисью углерода и ее подача
Многочисленные исследования последних лет с точ-
ными приборами (инфракрасными газоанализаторами)
для измерения содержания СО2 и регистрирующими
приборами показали, что оптимальное содержание СО2
в воздухе при выращивании овощных культур должно
быть от 0,1 до 0,2%. Можно допустить, что при исполь-
зовании СО2 из газов котельных оптимальная концент-
рация будет выше 0,2%. Зимой в блочных теплицах
технически трудно обеспечить очень высокую концентра-
цию СО2 как с точки зрения безопасности, так и с уче-
том технико-экономической стороны. В теплицах, где
используют газы от сжигания природного газа в ко-
тельных, содержание меркаптана не должно превышать
допустимых пределов, и в них не должно содержаться
серы.
Система, разработанная НИИОХ и НИПТИМЭСХ,
позволяет очень равномерно распределять газы котель-
ных на поверхности почвы через пленочные рукава с
небольшими отверстиями. Предусмотрена автоматиза-
ция управления с инфракрасным газоанализатором и
солнечным интегратором для регулирования содержа-
ния СО2 и температуры воздуха в соответствии с задан-
ной программой.
Дешевизна СО2, припочвенное распределение ее в
подходящей концентрации и постоянное «омывание»
растений восходящим потоком СО2 дали хорошие аг-
роэкономические показатели. Особенно хорошие ре-
зультаты получены при этом способе подкормки СО2
огурца при осенней культуре (табл. 34).
Эффективность подкормки СО2 во многом зависит
от сочетания температуры и солнечной радиации. В
связи с этим возникает необходимость в теплицах, где
используется СО2) применять увлажнение воздуха или
его охлаждение путем кратковременного дождевания.
164
Таблица 34. Урожаи огурцов сорта Московский тепличный
при двух способах подкормки СО2
Варианты
Урожай до 1. X Урожай до 1. XI Общий урожай
кг/м2 % кг/м2 % кг/м2 %
Припочвеиное распределе-
ние газов котельной 5
Горелки ERA-15-N 3,6
7,3 135
5,4 100
133
100
Для оптимизации фотосинтеза решающее значение
имеют максимальная концентрация СО2 и температура
листа. Повышение влажности воздуха кратковремен-
ным дождеванием не снижает транспирацию ниже оп-
тимальной и предотвращает закрытие устьиц при нару-
шении водного режима растений вследствие потери во-
ды или перегрева. Этим способом можно обеспечить не
только устранение нарушения суточного хода фотосин-
теза в теплицах, но и устранение его снижения в после-
обеденные часы, что позволяет добиться непрерывного
высокого уровня фотосинтеза в течение всего дня.
Для регулирования фотосинтеза в зимних блочных
теплицах Л. Т. Карпуш-
кин, проведя оригиналь-
ные исследования, разра-
ботал систему установле-
ния световых, углекислот-
ных и температурных за-
висимостей в тепличных
фитоценозах. После про-
верки полученных зави-
симостей разработанные
режимы будут внедрять-
ся с целью оптимизации
условий среды.
Рис. 50. Зависимость между
концентрацией СО2, температу-
рой н фотосинтезом,
. Освещенность, .ин
165
Повышение относительной влажности воздуха
и испарительное охлаждение
В тепличном овощеводстве для борьбы с перегревом
применяются три средства: затенение, вентиляция и
испарительное охлаждение. Первые два средства на-
ряду с положительными сторонами имеют и отрица-
тельные. Затенение ограничивает поступление световой
энергии, вентиляция связана с потерей тепла и увяда-
нием растений. Третье средство — увлажнение листьев
с целью создания на них тонкого слоя воды — наиболее
эффективно. Система увлажнения может, кроме основ-
ного действия, обеспечивать также охлаждение среды
и растений.
Физиологическая сущность испарительного охлаж-
дения объясняется удалением излишнего тепла в ре-
зультате испарения тонкого слоя воды с поверхности
растений, наиболее сильно подвергающейся воздейст-
вию солнечной радиации.
Регулирование водного режима растений влияет на
степень открытия устьиц, отчего зависят процессы га-
зообмена, определяющие интенсивность фотосинтеза,
дыхание и транспирацию растений.
Снижение интенсивности фотосинтеза, кроме нару-
шения скорости движения потока воды через растения,
может быть вызвано и накоплением продуктов фото-
синтеза в клетках и их превращением в нерастворимые
формы (крахмал и др.). Необходимо обеспечить опти-
мальные условия не только для накопления, но и для
перемещения ассимилятов, необходимых для роста и
плодоношения. Это относится прежде всего к условиям
обогрева и правильному сотношению температуры с
условиями освещенности и содержанием СОг. Степень
открытия устьиц обусловливается, кроме потери воды,
также нарушениями в перемещении продуктов фото-
синтеза из листьев и перегревом растений. Это явле-
ние в теплицах наблюдается с марта до октября, когда
даже при 25%-ной вентиляционной площади кратность
воздухообмена недостаточна.
В теплицах, при обледенении фрамуг в марте, осо-
бенно в очень светлых хорошо герметизированных теп-
лицах, на листьях огурцов появляются пятна от ожо-
гов, ухудшается плодообразование у томатов, а в ию-
не и июле могут увядать листья томата и огурца, даже
при открытых фрамугах.
166
Увлажнение дождеванием в эти месяцы — наиболее
дешевый способ охлаждения воздуха и растений. Крат-
ковременное дождевание (1 мин) в солнечные дни в
сочетании с вибрированием соцветий томатов увели-
чивает ранний и общий урожай на 1,1 кг/м2 (табл. 35).
Таблица 35. Динамика плодоношения сорта Ревермун
при вибрировании соцветий и освежающих поливах
Поступление урожая, кг/м2
Варианты
1. VI 1. VII 1. VIII 1. IX
Без вибрирования и осве-
жающих поливов
Освежающие поливы в
солнечные дни
Освежающие поливы и ви-
брирование
0,8 5,5 12,2 16,0 19,8 20,8
0,7 6,1 12,9 16,2 20,2 21,1
0,8 6,4 12,7 < 16,8 20,8 21,9
Получение прибавки урожая имеет тенденцию к по-
вышению, но разница в урожаях несущественна. Необ-
ходимо применять более совершенную систему испари-
тельного охлаждения, обеспечивающую более мелкий
распыл воды и более тесную связь программы увлаж-
нения с поступлением солнечной радиации. В настоя-
щее время в теплице с автоматическим регулировани-
ем вентиляции испытывается система автоматики с
применением интегратора солнечной радиации и раз-
личных гидравлических устройств мелкокапельного
распыла воды.
Из типов насадок мелкокапельного распыла будут
испытаны однокомпонентные (с давлением от 3 до
30 атм), двухкомпонентные и центробежные. В СССР
эти системы используются в производственных усло-
виях в южных экспериментальных тепличных комбина-
тах.
Системы со сжатым воздухом по стоимости гидрав-
лической сети гораздо менее материале- и капиталоем-
кие, чем однокомпонентные, работают при низких дав-
лениях, просты по устройству, могут быть изготовлены
из полимерных материалов. Двухкомпонентные насад-
ки равномерно распределяют высокодисперсный туман
в теплице без помощи вентиляторов и могут использо-
ваться также и для защиты растений. Однако не все
167
технические проблемы решены, и в промышленных
масштабах они не применяются.
Важнейшее значение имеет правильный выбор про-
граммы работы системы испарительного охлаждения и
увлажнения, продолжительности увлажнения и интер-
валов действия гидравлической системы. Увлажнение и
испарительное охлаждение при мощности солнечной
радиации менее 1200 Дж/сут/см2 вызывали снижение
прироста биомассы томата.
Опыты, проведенные в НИИОХ и других институ-
тах СССР, показывают, что количество инфракрасного
света в теплицах уменьшается на 80—85% при непре-
рывном опрыскивании покрытий водой или затеняющи-
ми растворами.
Для правильного определения программ для авто-
матических систем увлажнения и испарительного ох-
лаждения большое значение имеет выбор момента их
включения, продолжительности работы системы и ин-
тервалов между периодами увлажнения. Учитываются
также температура, относительная влажность и другие
параметры среды и состояния растений в этот период,
для чего используются ЭВМ, без которых тепличное
овощеводство в настоящее время невозможно.
Регулирование содержания водяного пара,
влажности и движения воздуха
Ршулирование относительной влажности воздуха,
дефицита влажности, конденсации водяного пара на
конструкции теплицы и на растениях — это важные во-
просы управления микроклиматом.
Наибольшие трудности возникают при измерении
влажности почвы и воздуха. Для измерения использу-
ют сухие и смоченные термометры или термосопротив-
ления с обдувом, приборы для записи показаний и за-
щитные сетки. Качество используемых датчиков пока
не отвечает предъявляемым высоким требованиям.
Основная забота при регулировании количества во-
дяного пара в воздухе в том, чтобы избежать выпаде-
ния конденсата на растения, максимально ограничить
период наличия капельножидкой воды на листьях и
плодах тепличных культур.
При исследованиях, кроме параметров среды в теп-
лице и условий внешней среды, важное значение име-
168
ют размеры растений, температура листьев, плодов и
биологические процессы.
В период с 15 до 30 марта в утренние часы в связи
с отсутствием надежной системы регулирования отно-
сительной влажности воздуха в теплицах, из-за высо-
кой' влажности воздуха нарушается процесс осыпания
пыльцы из пыльников. В середине дня без наличия на-
дежной системы защиты от перегрева повышается тем-
пература воздуха и растений, снижается тургор рыль-
ца и нарушаются процессы оплодотворения у томата.
Как показывают измерения, в утренние часы относи-
тельная влажность достигает очень высоких уровней,
выпадает конденсат, а в обеденные часы температура
повышается до 34,5 °C.
Образование росы утром предотвращается с помо-
щью разработанной В. И. Ивановым (НИИОХ) авто-
матической системы регулирования влажности возду-
ха, которая учитывает условия наружной среды и обе-
спечивает рациональный расход тепла для экономиче-
ски эффективных прибавок урожая, без лишних энер-
гозатрат на вентиляцию с подогревом.
Главное в том, чтобы избежать разрыва между
температурой воздуха и температурой листа, наблюда-
емого в период примерно с четырех до пяти часов ут-
ра (см. рис. 49). При восходе солнца уже поздно вклю-
чать обогрев; необходимо еще до восхода солнца со-
греть листья и плоды, чтобы не было разрыва между
температурой воздуха и растения.
Чем больше ночное теплоизлучение, тем меньше
тепла получает лист от труб верхнего обогрева и тем
больше он охлаждается.
Все это говорит о том, что в системе автоматики на-
до иметь датчики температуры листа. Создание прибо-
ров для бесконтактного измерения температуры листа
типа инфракрасных радиационных термометров или для
измерения температуры поверхности или всей массы фи-
тоценоза с помощью тепловизора — это важные вопро-
сы, которые решаются в совместной работе НИИОХ и
ряда других институтов.
В Голландии существует система автоматического
регулирования относительной влажности воздуха по
дефициту водяного пара, в которой оптимизация вод-
ного режима с учетом температуры растений осущест-
вляется одновременно с регулированием температуры
среды.
169
На содержание водяного пара в воздухе может вли-
ять и влажность поверхности почвы. Поэтому некото-
рые тепличные хозяйства выступают за применение ка-
пельного полива, при котором не происходит увлажне-
ния поверхности почвы и меньше поражение болезня-
ми листьев тепличных культур по сравнению с поливом
дождеванием (совхоз «Рига»).
Большое влияние на испарение с поверхности поч-
вы и на относительную влажность оказывает движение
воздуха. Разница значений относительной влажности
может быть гораздо большей по горизонтали, и между
отдельными точками она может достигать 27%. Наблю-
дается также разница и в температуре (до 8,8°C), а
по концентрации СО2 до 0,1%. Колебания параметров
микроклимата по вертикали, или ярусность микрокли-
мата, также очень велики.
Слабым движением воздуха и конденсацией пара
объясняется поражение растений огурца мучнистой ро-
сой при осенней культуре; когда фрамуги открыты,
но обогрев слабый, мучнистая роса поражает нижние
листья, но когда обогрев в нижнем ярусе усиливается,
а вентиляция слабая, холодный воздух ночью доходит
только до верхних ярусов, где и происходит конденса-
ция пара. В связи с ночными радиационными теплопо-
терями, особенно в необогреваемых теплицах, мучни-
стая роса больше поражает верхние листья.
С движением воздуха тесно связана и ярусность
концентрации СО2. Проведенные авторами исследова-
ния показали, что в теплицах, где подкормка СО2 про-
водилась горелками ERA-15-N без вентиляторов, раз-
ность концентраций на высоте 50 и 200 см составляла
0,1 %.
Измерение скорости движения воздуха при закры-
тых фрамугах с помощью термоанемометра показала,
что в теплицах, где действуют горелки без вентилято-
ра, скорость движения воздуха достигает 0,08—0,11 м/с,
а в теплицах с генераторами СО2 типа ГП-7 — 0,08—
0,16 м/с.
Скорость движения воздуха увеличивается при по-
вышении температуры теплоносителя. В зимнее время
(в январе и феврале), когда температура труб дости-
гает 80—90 °C, скорость движения воздуха при закры-
тых фрамугах в припочвенном слое равна 0,25—0,30 м/с,
а относительная влажность 60—70%. В апреле и мае
при закрытых фрамугах скорость движения воздуха в
170
пасмурные дни небольшая, а в ночное и утреннее вре-
мя относительная влажность высокая, и в это время
наблюдалось поражение растений аскохитозом, серой
гнилью и другими болезнями. В июне движение возду-
ха при открытых фрамугах и ветре снаружи усилива-
ется и в припочвенном слое; в условиях большой тур-
булентности, при убранных нижних листьях томата,
скорость движения воздуха может достигать 1 м/с.
НАПРАВЛЕНИЯ И ЗАДАЧИ РАЗРАБОТКИ НОВЫХ СИСТЕМ
АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УСЛОВИЙ В ТЕПЛИЦЕ
Одним из показателей подъема народного хозяйст-
ва, в том числе и сельского хозяйства, является научно-
технический прогресс, результат совокупной деятельно-
сти научно-исследовательских и проектно-конструктор-
ских учреждений, опытных заводов и передовых хозяйств.
В настоящее время комплектование теплиц автома-
тикой осуществляется на базе интеграции по линии
СЭВ. Один комплект оборудования на полупроводни-
ковых элементах в блочном исполнении из ГДР позво-
ляет регулировать климат на 3 га теплиц. Система при
регулировании температуры учитывает скорость ветра,
температуру наружного воздуха и солнечную радиацию.
В последние годы открылись новые возможности
для разработки более эффективных способов регулиро-
вания параметров среды в теплицах. От систем авто-
матического регулирования по жестко заданным про-
граммам перешли к управлению микроклиматом в за-
висимости от состояния окружающей среды. Система
регулирования температуры в зависимости от освещен-
ности разработана давно, но внедрена только в послед-
ние годы. Первые шаги сделаны фирмой в ФРГ
«Вёльц», затем создана система «Люмикс-Комби» в
Скандинавских странах и в Голландии система «Дель-
та 80».
При совершенствовании систем автоматики увели-
чивается число регулируемых параметров. Голландская
система регулирования климата теплиц «Дельта 80»
включает серию экономичных регуляторов на интег-
ральных микросхемах. В различных сочетаниях регу-
ляторы системы могут обеспечить 31 вариант схем уп-
равления.
Более совершенной системой поддержания опти-
171
мального микроклимата является система с использова-
нием ЭВМ. Система в очень большой степени является
продолжением прежних логических систем. Исполни-
тельные механизмы автоматизированной системы те же,
но вместо прежней логической системы они соединены
с управляющей ЭВМ.
Для учета условий внешней среды к ЭВМ в комп-
лекс системы подключена метеостанция, которая обе-
спечивает данные о солнечной радиации, температуре
и влажности воздуха, силе и направлении ветра и ко-
личестве осадков. Кроме метеостанции, в систему вхо-
дят телетайп, индикатор и ОЗУ.
Состояние параметров микроклимата в теплице и
погодные условия регистрируются ежеминутно и на ос-
нове их учета регулируются параметры микроклимата
теплиц; ведется непрерывный поиск неисправностей в
системе регулирования, и в случае их обнаружения
подается сигнал.
Подобные системы действуют в Голландии, а в ГДР
испытывается первый промышленный образец с при-
менением микропроцессора. В СССР в нескольких ин-
ститутах продолжаются работы по созданию и вводу
в действие систем регулирования климата теплиц с ис-
пользованием ЭВМ.
В последние годы сооружают специальные камерные
теплицы, оснащенные совершенным оборудованием и
средствами вычислительной техники, которые служат
базой для разработки основ автоматизированных сис-
тем управления технологическими процессами. Комп-
лексы камерных теплиц имеются в Голландии и Дании.
Использование методов математического моделиро-
вания и аналоговой техники в области тепличного ово-
щеводства дали хорошие результаты. В качестве при-
мера можно отметить разработки по управлению тем-
пературой и влажностью воздуха, моделям тепломас-
сообмена в климатических камерах, моделированию
растительных ценозов с использованием аналоговых
вычислительных машин, программированному выращи-
ванию культуры на основе полива и питания в зависи-
мости от солнечной радиации и пр. Установлена взаи-
мосвязь между энергетическим балансом, фотосинте-
зом, солнечной радиацией и другими факторами.
' Для успешной работы камерных теплиц необходи-
мо оборудовать их системами исследования среды и
растении — температуры, влажности, СОг, элементов
172
питания, фотосинтеза, дыхания, транспирации, оводнен-
ности, передвижения воды и ассимилятов в растении.
Большое число поступающих сигналов требует приме-
нения ЭВМ не только для управления сооружениями и
процессами, но и для регистрации и обработки-данных
исследовательской работы.
Исследование отдельных процессов требует созда-
ния специальных конструкций для изучения определен-
ного круга вопросов. Для исследования водного режи-
ма, субстратов и питания создаются автоматизирован-
ные лизиметрические теплицы с изолированными уча-
стками, оборудованными системами для полива, вне-
сения удобрений, изучения тепловлажностного режима,
с защитой между камерами в рендомизированных бло-
ках с целью исключения взаимовлияния, в опытах с
СО2 — герметичные камеры и т. д., также оснащенные
ЭВМ.
Важными средствами исследования основ управле-
ния процессами являются камеры, фитотроны и раз-
личные другие сооружения с искусственным климатом,
которые дают ценные сведения о влиянии отдельных
факторов или сочетаний факторов на процессы жизне-
деятельности растений. Однако в большинстве случаев
получаемые сведения относятся к растениям, не дове-
денным до плодоношения, к единичным или немногим
растениям. Даже при получении урожая от какого-то
числа растений результаты, полученные в фитотроне,
трудно переносить на производственные теплицы, где
ограниченные технические средства не позволяют конт-
ролировать все условия.
В рамках совместной тематики СЭВ были проведе-
ны интересные работы по микроклимату. Полученные
биолого-математические модели, алгоритмы и програм-
мы для управления процессами в теплицах представ-
ляют большую ценность для научно-технического про-
гресса наших стран.
Объединение усилий всех стран — членов СЭВ по
решению задач управления средой и формирования
урожаев в теплицах — безусловная необходимость.
Разделение труда и кооперация научно-исследователь-
ской работы по проблемам защищенного грунта — это
одно из многих звеньев в интеграции социалистических
стран.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие к русскому изданию........................... 3
Введение .................................................. 5
Виды теплиц............................................... 8
Стальные остекленные теплицы......................... • 9
Теплицы с пленочным покрытием................ . . > > 14
Системы регулирования микроклимата...................... 19
Система обогрева . . . i...........................- • 19
Вентиляционная система........................., » - * 22
Дождевальная система . . . . * ........................... 24
Изменение бноклиматнческих факторов в теплицах .... 26
Особенности микроклимата в остекленных теплицах . . . . 26
Условия освещенности...................................... 26
Тепловые условия.......................................... 36
Температура воздуха ............................. ...... 37
Температура почвы . . ................................... 48
Температура листьев...................................... 52
Относительная влажность воздуха (ОВВ) ............ 54
Движение и обмен воздуха в теплицах.............. 59
Воздушно-газовый режим.................................... 62
Особенности микроклимата в пластмассовых теплицах ... 73
Условия освещения.................................... . 73
Температурные условия..................................... 78
Влажность воздуха......................................... 90
Воздушно-газовый режим.................................... 93
Влияние микроклимата на рост и развитие растений ... 95
Микроклиматические особенности тепличного производства
перца.................................................. 116
Микроклиматические особенности при выращивании огурцов
в теплицах............................................... 126
Требования к системе автоматического регулирования микро-
климата в теплице........................................ 138
Общепринятое оборудование для регулирования условий
микроклимата в тепличных комплексах...................142
Единичное регулирование — принцип комплексной поддер-
живающей и регулирующей системы......................144
Некоторые вопросы регулирования микроклимата в тепличных
хозяйствах в СССР.......................................150
Конструкции, технологическое оборудование, механизация и
автоматизация процессов в теплицах......................150
Достижения в разработке режима выращивания овощных
культур и рассады....................................... 152
174
Рациональное использование солнечной энергии, природных
и технических источников тепла «.,»******.
Использование электроэнергии н приборов для облучения
при выращивании рассады и тепличных культур . . . * .
Обогрев и температурный режим в зоне обитания корней
Связь режима температуры и влажности воздуха теплицы
с плодообразованием н фитосанитарным состоянием растений
Влажность почвы н полив тепличных культур................
Минеральное питание тепличных культур и внесение удобре-
МММ
Питание двуокисью углерода и ее подача ..................
Повышение относительной влажности воздуха и испарительное
охлаждение 4 < ( > » * . , , . < . .
Регулирование содержания водяного пара, влажности и дви-
жения воздуха . . . ...............................
Направления и задачи разработки новых систем автоматиче-
ского регулирования условий в теплице . t , t , t r ,
152
153
154
157
159
163
164
166
168
171
Проф. д-р. Т. Муртазов, акад. Ан. Шомош, ст. н. с. Н. Гонча-
рук, ст. н. с. Д. Лёбл, ст. н. с. д-р А. Хейснер, ст. н. с.
М. Древе, ст. н. с. д-р Н. Дицеман, ст. н. с. Г. Деклеев, и. с.
В. И лиева, н. с. В. Желев, н. с. Хр. Симитчиев, и. с. Ив. Бож-
ков, 1979.
МИКРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ТЕПЛИЧНОГО ОВОЩЕВОДСТВА
Заведующий редакцией Д. Т. Докторов
Редактор И. М. Спичкин
Художник Д. Е. Григорьев
Художественный редактор Н. М. Коровина
Технический редактор Е. В. Соломович
Корректор И. Н. Молодкина
ИБ № 2817
Сдано в набор 02.06.82. Подписано к печати 28.10.82. Формат 84ХЮ8‘/з2-
Бумага тип. № 1. Гарнитура литературная. Печать высокая. Усл. печ.
л. 9,24. Усл. кр.-отт. 9,56. Уч.-изд. л. 9,44. Изд. № 77. Тираж 11 000 экз.
Заказ № 4851. Цена 40 коп.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Колос»,
107807, ГСП, Москва, Б-53, ул. Садовая-Спасская, 18.
Областная типография управления издательств, полиграфии
и книжной торговли Ивановского облисполкома,
153628, г. Иваново, ул. Типографская, б.