В отличие от открытого грунта в теплицах во время выращивания растений создается специфический стабильный микроклимат, обеспечивающий все их потребности.

В зависимости от конструкции теплиц для создания необходимой температуры воздуха и грунта в холодное время года используют трубные отопительные системы с горячей водой, калориферные отопительные системы, газовые горелки и в отдельных случаях электроподогрев. Летом, наоборот, для удаления избытка тепла, кроме форточной вентиляции, применяют принудительную вентиляцию с испарением воды. Преимущество последней системы охлаждения заключается в том, что одновременно с понижением температуры воздуха можно повысить его относительную влажность до 75%, что улучшает рост многих культур.

При использовании мощных источников облучения проблема удаления избытка тепла приобретает особое значение. Поэтому процессы поддержания нужной для данной культуры температуры и влажности воздуха по возможности необходимо автоматизировать с условием не резкого, а постепенного изменения этих факторов.

Значительно сложнее регулировать облученность растений. В летнее время, когда ярко светит солнце, применяют различные системы внешнего и внутреннего затенения. Но в поздние осенние и зимние месяцы низкая естественная облученность в теплицах и короткий день не обеспечивает потребности растений в излучении. Поэтому для выращивания ранней овощной рассады, получения свежих овощей и выгонки цветочных растений в этот период года во многих тепличных хозяйствах применяют дополнительное облучение растений. В промышленной светокультуре следует пользоваться только теми источниками, которые способствуют получению продукции высокого качества, правильному формированию растений, рентабельны и удобны для работы. Уровень дополнительного облучения определяется задачей его применения, географической широтой, временем года, конструкцией теплицы и физиологическими особенностями выращиваемых растений.

микроклимат теплиц

Для выращивания рассады большинства сельскохозяйственных растений из семян достаточна облученность порядка 25-40 Вт/м². Для выгонки цветочных или декоративных растений она может быть значительно ниже -до 1-2 Вт/м².

Известно, что для возникновения фотопериодической реакции у растений иногда достаточно очень незначительной облученности: нескольких эргов или десятков эргов на 1 см² в 1с физиологически активного излучения, т. е. от 0,5 до 10 лк освещенности, что соответствует тысячным или сотым долям ватта на 1 м². Длительность дополнительного облучения зависит от длины естественного дня и фотопериодической реакции растений. При этом необходимо строго следить за непрерывностью облучения, т. е. за тем, чтобы между естественным и искусственным облучением не было темного перерыва. Необходимо также избегать включения источников света среди ночи, так как даже кратковременное облучение растений нарушает ход их фотопериодической реакции.

Разделение территории СНГ по притоку ФАР (сумма ФАР за декабрь и январь, кал/см²)

Световые зоны

I II III IV V VI VII

Сумма ФАР, проникающая в теплицы

110-220 400-580 610-970 1000-1380 1450-1670 1770-2280 2370—3600 и выше
Ленинград Петрозаводск, Архангельск, Сыктывкар, Магадан РигаТарту, Новгород, Вологда, Иваново, Ярославль, Йошкар-Ола, Киров, Горький, Псков Каунас,Минск, Калинин, Гомель, Москва, Тула, Воронеж, Липецк, Казань, Свердловск, Тюмень, Уфа, Красноярск, Рязань Киев,Курск, Харьков, Донецк, Волгоград, Саратов, Оренбург, Омск, Иркутск, Петропавловск-Камчатский, Абакан, Кемерово, Челябинск, Новосибирск Кишинев, Одесса, Ростов-на-Дону, Астрахань, Целиноград, Улан-Удэ, Чита, Херсон Симферополь, Сочи, Гурьев, Кызыл, Благовещенск, Комсомольск, Ессентуки Тбилиси, Ташкент, Ереван, Алма-Ата, Ашхабад, Кисловодск, Владивосток, Фрунзе, Душанбе

Представленные выше данные о режиме естественной облученности относятся к Подмосковью. Более широкие представления об интенсивности физиологически активного излучения в разных зонах страны дает таблица, составленная по материалам С. Ф. Ващенко. По мнению автора, в районе VII зоны можно выращивать без дополнительного облучения огурцы и томаты с сентября – октября текущего года до июня – июля следующего года. В VI зоне дополнительное облучение требуется только рассаде томатов для зимне-весеннего оборота, а в первых пяти зонах оно необходимо и огурцам и томатам как в фазе рассады, так и особенно при выращивании плодоносящих растений. Представленная таблица основного климатического фактора – облученности – позволяет теоретически определить развитие овощеводства защищенного грунта для основных культур. Вместе с тем при разработке тепличных конструкций необходимо учитывать также другие климатические факторы – температуру воздуха, количество снега и т. п.

Следует помнить, что режим естественной облученности определяется также толщиной конструктивных элементов и в особенности чистотой стекол. К сожалению, до настоящего времени оба эти момента недостаточно учитываются при строительстве и эксплуатации теплиц.

Следующий очень важный элемент микроклимата теплиц – содержание углекислого газа в воздухе. Выше уже говорилось о повышении интенсивности фотосинтеза при увеличении содержания углекислоты в воздухе. И если в полевых условиях малое содержание углекислоты является лимитирующим, а главное, неуправляемым фактором внешней среды, то в теплицах положение несколько иное. Там содержание углекислоты в течение суток часто меняется. Так, по данным Г.И. Тараканова, под пленкой, где росли томаты и было внесено много навоза и минеральных удобрений, наблюдалась следующая динамика содержания углекислоты: в пасмурный день количество ее достигало 0,08%, в ясный (при усиленном фотосинтезе) – 0,04, а ночью поднималось до 0,12%. В то же время даже большое содержание углекислоты при слабом облучении не способствует повышению урожая. Д. И. Латышев прямо указывает, что подкормка углекислотой в зимнее время без дополнительного искусственного облучения неэффективна. О том же говорит опыт овощеводов Нидерландов.

Влияние дополнительного облучения лампами ДРЛ и подкормки 0,1%-ной углекислотой на состояние растений и урожай огурцов

Условия выращивания рассады огурцов Число пло­дов на одно растение за 8 недель от начала пло­доношения Средняя дата появ­ления пер­вых жен­ских цвет­ков Среднее число меж­доузлий до появления первых женских цветков
Искусственное облучение и под­кормка СО2 12,8 1/1 13,7
Искусственное облучение 12,2 1/1 13,8
Подкормка СO2 10,8 11/1 14,7
Без подкормки и облучения 9,0 18/1 16,6

Результаты, получаемые при хорошем облучении и дополнительной подкормке углекислотой, весьма различны. По данным Н.П. Красинского, эти приемы могут повысить урожай огурцов на 25-100%, томатов на 15-20, салата – на 50-70% и т. п. Более реальные цифры увеличения урожая огурцов приводят Д.И. Латышев – 10-20% и В.А. Чесноков -20-40%. Видимо, результаты этого приема в значительной степени определяются как состоянием растений, так и способом повышения содержания углекислоты в воздухе.

Основной источник углекислоты в воздухе – почва, в которой с помощью микроорганизмов происходит разложение органических веществ и образование углекислоты. В процессе фотосинтеза листья растений поглощают несколько десятков миллиграммов углекислоты за час на каждый квадратный дециметр своей поверхности. Поэтому при большом количестве растений в теплице углекислота из воздуха днем часто потребляется почти целиком и растения начинают голодать.

По данным О. Хита, обогащение воздуха углекислотой снижает световой компенсационный пункт, т. е. позволяет более полно использовать лучистую энергию малой интенсивности, что весьма важно в условиях светокультуры.

В теплицах с центральным отоплением концентрация углекислоты в воздухе обычно невелика, поэтому рекомендуется повышать ее искусственно в 10-15 раз. Существуют различные способы газирования теплиц: раньше в почву вносили органические удобрения в жидком виде, закладывали толстый (8-10 см) слой навоза, сжигали древесный уголь в железных печах или дрова в печах системы Равича; теперь раскладывают в пустых горшках куски твердой углекислоты, применяют жидкую баллонную углекислоту, используют углекислоту промышленных газов крупных предприятий.

Наконец, повысить содержание С02 в тепличном воздухе можно сжиганием в специальных горелках газообразного (пропан, метан) или жидкого (керосин) топлива. Для большинства овощных культур оптимальное содержание углекислоты порядка 0,3-0,5% , т. е. в 10-20 раз больше, чем на открытом воздухе. Для поддержания определенного уровня CO2 (которое зависит от кубатуры теплиц, количества растений, их облученности, температуры воздуха и других факторов) желательно использовать автоматические контролеры.

По рекомендации В. А. Брызгалова, овощные растения по требовательности к влажности воздуха можно разделить на три группы:

  1. пасленовые, фасоль и др.- 60-65% относительной влажности;
  2. салат, укроп, шпинат, щавель и другие доращиваемые растения – 70-75%;
  3. тыквенные и другие выгоночные культуры-80-90%.

Для большинства культур оптимальная влажность почвы около 70%.

Все вышесказанное позволяет сделать заключение, что современная теплица – очень сложное сооружение индустриального типа. Она должна быть оборудована точными электронными и автоматическими устройствами, регулирующими режимы облучения растений, температуру воздуха (как в зоне листьев, так и в зоне корней), влажность воздуха и содержание С02 .