1. Основные виды сооружений з.г. и особен. их использ.В зависимости от КОНСТРУКТИВНЫХ решений и ПРИНЯТОЙ технологии культивационные сооружения защищенного грунта можно разделить на несколько групп. По конструктивным признакам выделяют парники, сооружения утепленного грунта и теплицы. Парники и утепленный грунт -простейшие сооружения защищенного грунта. Они способствуют улучшению температурного режима воздуха и почвы и ускорению поступления урожая по сравнению с открытым грунтом. Наиболее старый тип культивационных сооружений -утепленный грунт. Выделяют собственно утепленный грунт, то есть различные приемы и способы обогрева грунта, и укрытия с обогревом. Для обогрева грунта используют биотопливо (биологический обогрев), а также пар, горячую воду или электрические нагревательные устройства (технический обогрев). Биологический обогрев грунта известен давно и применяется в виде паровых ям, куч, гребней и навозной постели. Паровые ямы и кучи устраивают на поверхности или ниже уровня почвы. Паровые гребни по устройству напоминают паровую яму; они имеют форму сплошной борозды, заполненной биотопливом. ровые гряды отличаются от паровых гребней большей шириной. Их используют главным образом для выращивания зеленных культур.Парник. Это сооружение, полностью или частично заглубленное в почву. Типичный при мер -русский парник, который представляет собой (при использовании биотоплива) траншею глубиной 0,7 ...0,8 м и шириной 1,6 м. Сверху парник закрывают рамами со стеклом или пленкой (рис. 16) размером 106 х 160 см. Рамы опираются на северный и южный парубни, расположенные на разных уровнях, благодаря чему светопрозрачное ограждение парника имеет уклон Б южном направлении. Стандартный парник состоит из 20 рам и имеет длину 21,2 м. Наиболее часто в качестве источника теплоты в парниках используют биотопливо. Малогабаритные защитные укрытия. Они получили массовое распространение с появлением полимерной полимерной П!енки. Отли;аются простотои конструкции И легкостью изготовления. Одна из разновидностей сооружений такого рода -тонн ел ьны е у к рыт и я. В качестве опорных элементов в них используют дуги из стальной проволоки диаметром 5...6 мм, пластмассовые трубы и другие строительные материалы. Дуги заглубляют в землю на 20...25 см на расстоянии 1... 1,5 м одна от другой. Поверху их соединяют шпагатом, концы которого привязывают к кольям, вбитым в землю по торцам укрытий. Ширина укрытия 75...120 см, высота 50...60 см. Разновидность малогабаритных сооружений -Дву скатны е у к рыт и я разборно-переставного типа. Они получили широкое распространение благодаря быстроте монтажа и удобству вентиляции. Типовое укрытие состоит из 25 разборно-переставных каркасов, установленных встык друг к другу. Для механизации выращивания рассады и овощей укрытия размещают двухрядными лентами с расстоянием между рядами 0,6 м, между лентами 5 м. Как правило, под такими укрытиями сначала выращивают рассаду капусты, затем -томата или огурцов. Разборно-переставные укрытия отчасти заменяют парник. Широкораспространены бес карк асные пленоч ные у к рыт и я. Специальный агрегат формирует земляной валик, высевает семена по обе стороны валика, укрывает посевы пленкой и закрепляет ее края землей Для облегчения процесса вентилирования укрытий применяют перфорированные пленки. Площадь перфорации составляет 1,5...3 % общей ограждающей поверхности. Пленку можно перфорировать в процессе эксплуатации по мере повышения температуры наружного воздуха. Теплицы. Это наиболее совершенный вид культивационных сооружений защищенного грунта. Существенное отличие теплиц от остальных видов сооружений защищенного грунта -возможность создания благоприятных условий не только для выращиваемых растений, но и для обслуживающего персонала и технологического оборудования. В результате в теплицах повышаются производительность труда и культура производства, исчезает сезонный характер сельскохозяйственных работ. Теплицы классифицируют по эксплуатационным и строительным признакам: по назначению, сезонности, технологии выращивания, виду светопрозрачного ограждения, конфигурации ограждения, способу обогрева. По назначению теплицы разделяют на овощные, рассадные и цветочные. Рассадные пленочные теплицы предназначены для производства рассады для открытого грунта. По продолжительности эксплуатации теплицы разделяют на зимние и весенние (эксплуатируются весной, летом и осенью). В зависимости от технологии выращивания различают стеллажные, бесстеллажные (грунтовые), гидропонные теплицы, фитотроны и шампиньонницы. По виду светопрозрачного ограждения теплицы делят на остекленные, пленочные и теплицы с покрытием из жестких полимерных материалов. Теплицы покрывают пленкой в один или два слоя. Для экономии энергии применяют также специальные многослойные жесткие полимерные материалы с воздушным промежутком между слоями толщиной 5...25 мм. По конструктивно-планировочным решениям теплицы можно разделить на ангарные и блочные, по профилю поперечного сечения -на односкатные и двускатные, двускатные снеравными скатами, с плоскими и цилиндрическими скатами (рис. 18). Клинская теплица имеет глухую северную сторону и стеклянную односкатную кровлю, обращенную на юг. Такая конструкция обеспечивает хорошую тепловую изоляцию и освещенность в зимние месяцы. Блочные теплицы включают произвольное число ангарных. При этом стенки между соседними теплицами устраняют, оставляя только поддерживающие стойки. Площадь теплицы можно расширить, увеличив число секций. Эту особенность широко используют на практике, когда на основе одного унифицированного блока создают теплицы площадью 500...150 000 м".Кроме основных конструктивных решений, принятых в типовых проектах, существуют вантовые (подвесные) и воздухоопорные (надувные) конструкции, а также высотные конвейерные теплицы. Вантовые конструкции способны перекрывать большие пролеты при минимальных расходах материалов; в воздухоопорных теплицах практически нет жесткого каркаса, вследствие чего они также малометаллоемки и обладают высокой светопроницаемостью. Теплицы разделяют на производственные, селекционные и фитотроны. В простейших весенних пленочных теплицах на солнечном обогреве производственного назначения регулируется лишь один фактор -температура, и то не в оптимальном режиме. В фитотроне можно регулировать все факторы внешней среды, включая газовый состав воздуха. Современные теплицы собирают из деталей заводского изготовления, что упрощает и ускоряет их монтаж, снижает трудоемкость возведения. Основные конструктивные элементы теплиц: фундаменты, цоколь, стойки, фермы каркаса. Важное значение имеет герметизация теплиц; она зависит от способ ов крепления стекла и пленки. Особое место в конструкции теплиц занимает с и с т е м а в е н т и л я Ц и и, предназначенная для устранения перегревов. к светопрозрачным материалам длякультивационных сооружений предъявляютследующие требования: они должны пропускать фотосинтетическиактивную радиацию, задерживать длинноволновые излучения, быть прочными, иметь значительное термическое сопротивление.
2. Температурн. Режим и способы его регулирования в различн культ. Сооруж. Основное назначение культивационных сооружений -создание условий для выращиванияовощных и других растений в течение периода, когда возделывание их в открытом грунте невозможно. В теплицах с помощью оборудования МО)Кно регулировать температуру и тносительную влажность воздуха, содержание диоксида углерода, а в рассадных отделениях -и условия освещенности. В сооружениях защищенного грунта промышленного назначения некоторые параметры микроклимата в значительной степени зависят от метеорологических факторов, поэтому нет возможности поддерживать их на оптимальном уровне. Это относится к температуре воздуха (перегревы) и к содержанию диоксида углерода.
Тепловой баланс культивационных сооружений. Оптимальную температуру воздуха и почвы для растений в сооружениях защищенного грунта создают с помощью системы отопления. Правильный расчет и конструирование системы отопления невозможны без учета всех тепловых воздействий на сооружение. Необходимо также принимать во внимание все тепловые потоки при прогнозировании расхода теплоты для поддержания заданной температуры. Алгебраическая сумма всех тепловых потоков сооружения составляет его тепловой баланс. В статическом режиме, то есть в периоды, когда температуры внутри и снаружи сооружения постоянны, тепловой баланс равен нулю. В этом случае приходные составляющие тепловых потоков равны расходным, в результате чего наблюдается равновесие температур. При переходных или динамических режимах соотношение между притоком и расходом тепловой энергии изменяется и температура в сооружении будет повышаться или понижаться в зависимости от этого отношения. р а с х о д н ы е составля ющие: 1) теплопотери через ограждение (Qoгp); 2) теплое потери в результате вентиляции и инфильтрации вздуха через щели (Qвент и Qинф). При хо Дны е составляющие: 1) тепловой поток проникающей солнечной радиации (Qc,p); 2) теплоотдача отопительного оборудования( QOT)· Знакопеременные составляющие: 1) теплообмен с почвой (±Qп); 2) теплообмен с растениями за счет конденсации или испарения влаги (±QpacT). При отсутствии растений теплота солнечной радиации и лучистая составляющая системы отопления воспринимаются в основном почвой, частично аккумулируются в ней, а остальная часть излучается в воздушное пространство сооружения. Часть этой теплоты расходуется на испарение почвенной влаги. При наличии растений солнечная радиация почти полностью поглощается или расходуется большей частью на испарение влаги с поверхности листьев. В результате этого растения регулируют свою температуру и существенным образом влияют на температуру воздуха в сооружении. При тепловых расчетах культивационных сооружений пренебрежение влиянием растений может привести к значительным погрешностям. Однако для упрощения практические расчеты ведут по более простой схеме с использованием обобщающих коэффициентов.Системы отопления тепличных комплексов. Системы отопления культивационных сооружений различают по степени централизации, виду и параметрам теплоносителя и первичной энергии, типу нагревательных приборов. По виду теплоносителя различают системы с водяным и воздушным обогревом. В системах с в од я ным о б о г р е в ом используют горячую или перегретую воду, имеющую температуру на входе в систему 95 и 130 ос, на выходе 70 ос. При обогреве почвы применяют воду, имеющую температуру 40 ос. В системах с в о зд уш ным о б о г р е в ом используют различные воздухонагреватели или теплогенераторы, нагревающие воздух в сооружениях. В качестве первичной энергии в таких устройствах используют тепловую (пар или горячая вода), химическую,преобразуемую в тепловую при сгорании жидкого или газообразного топлива, электрическую энергию. Как правило, воздухонагреватели имеют узел преобразования энергии и вентилятор с электроприводом, интенсивно снимающий теплоту с узла преобразования воздушным потоком. Устройства, где в качестве первичного теплоносителя выступают пар или вода, называют калориферами или отопительно-вентиляционными агрегатами (объединение калорифера и вентилятора). Газовые и жидкотопливные воздухонагреватели часто называют теплогенераторами. По конструкции и типу нагревательных приборов различают: гладкотрубные и конвекторные водяные системы отопления, воздушные системы с сосредоточенной раздачей теплого воздуха и распределением его при помощи воздуховодов, комбинированные системы отопления. Наиболее распространена, особенно в зимних блочных теплицах, водяная трубная система обогрева. Трубы отопления размещают вдоль бокового ограждения (5...6 труб по высоте), на почве и непосредственно под остеклением шатра. Для обеспечения равномерности температурного поля по высоте теплицы 40...50 % всех приборов размещают в припочвенном пространстве (в рабочей зоне теплицы). Трубы надпочвенного обогрева соединяют попарно, в результате образуются удобные пути для транспортирования урожая при помощи тележек. К магистральным трубопроводам система надпочвенного обогрева присоединяется гибкими шлангами. Встречаются и другие системы обогрева почвы в культивационных сооружениях: электрический обогрев при помощи нагревательных проводов, асфальтобетонных блоков со стальным оцинкованным проводом в качестве нагревателя, воздушно-газовый. Электрический обогрев почвы применяют в тех случаях, когда площадь культивационных сооружений не превышает 6 га. Если площадь больше, резко возрастают затраты на строительство линий электропередач и трансформаторных подстанций.
3. Воздушно-газовый режим в усл защищ. Грунта и способ регул. Вентилирование и охлаждение сооружений защищенного грунта. Если в холодный период эксплуатации сооружений защищенного грунта их необходимо отапливать, то весной и летом вследствие высокой проницаемости для солнечной радиации в культивационных сооружениях нередко воздух перегревается. Повышенная и пониженная температуры воздуха опасны, так как резко снижают урожайность растений. Наличие системы снятия перегревов обязательно в сооружениях защищенного грунта всех типов. В простейших каркасных и бескаркасных пленочных укрытиях нецелесообразно устанавливать сложные вентиляционные или охлаждающие системы, лучше предусматривать ручную вентиляцию путем частичного раскрытия пленочного ограждения. Однако такое решение оказалось неэффективным и практически неприемлемым из-за дефицита рабочей силы. Более практичен способ, предусматривающий применение перфорированных светопроницаемых материалов, хотя подобрать оптимальную площадь перфорации для конкретных климатических условий сложно. Тем не менее этот технический прием дает возможность избежать резких колебаний температуры воздуха под укрытием без применения ручного труда. Теплицы, как правило, оборудуют системами естественного вентилирования с автоматизированным электроприводом. В шампиньонницах применяют побудительное вентилирование и кондиционирование воздуха. Система естественного вентилирования не обеспечивает оптимального температурного режима в помещениях, особенно в летнее время в южных районах. Разработаны и находят практическое применение различные приемы, направленные как на предотвращение возникновения перегревов, так и на дополнительное искусственное охлаждение воздуха в теплицах. Из примеров первого типа следует отметить забеливание кровли, зашторивание и применение экранов. В тепличных комплексах южных районов приготовляют меловой раствор и разбрызгивают его l1а кровле при помощи стационарной системы. Недостаток метода -снижение освещенности в теплице. Использование трансформирующихся затеняющих экранов устраняет этот недостаток. Эффективен прием снижения солнечной радиации в результате подачи на кровлю воды или специальных растворов, интенсивно поглощающих инфракрасное тепловое излучение.В теплицах наиболее часто используют водоиспарительное охлаждение воздуха. Техническая реализация этого метода предусматривает либо систему распыления воды, либо увлажнения панелей. Существенного снижения температуры воздуха можно добиться, интенсифицируя при помощи вентиляторов процесс транспирации воды растениями.
4.Световой режим в условиях защищ гр. В открытом грунте возможности управления световым режимом невелики и сводятся к выбору сроков посева и места со склоном на юг для растений, нуждающихся в большом количестве света и тепла. Кроме того, регулировать количество солнечной радиации, получаемой растением в полевых условиях, можно также методом выбора направления рядов, гребней. Ряды растений, направленные с севера на юг, полнее используют рассеянную радиацию (богатую фотосинтетически активными лучами) утренних и вечерних часов.Избыточную освещенность летних дней можно ослабить, увеличивая густоту стояния растений или выращивая их в кулисах. И наоборот, своевременное уничтожение сорняков и вовремя проводимые прореживания всходов способствуют улучшению освещенности растущих в поле культурных растений. С середины осени до середины весны в защищенном грунте освещенность часто лимитирует рост и продуктивность растений. Поэтому проектировщики и строители должны предусматривать возможно меньшую поверхность непрозрачных деталей кровли и стен сооружений, использование улучшенных сортов стекла (стеклянная крыша частично отражает и задерживает солнечную радиацию – до 30%), такое размещение внутреннего оборудования, чтобы оно не затеняло растения. Во время эксплуатации сооружений обязательно следует содержать в чистоте прозрачные стены и кровли культивационных помещений.Световой режим в закрытом грунте можно кардинально изменить, применяя искусственное освещение.
5. Режим минерального питания в усл… Минеральное питание растений – фактор наиболее сложный по регулированию. Микроклимат теплиц, основные факторы которого регулируются в зависимости от выращиваемой культуры и освещенности, оказывает сильное влияние на питание растений.В процессе изучения данного вопроса необходимо ознакомиться с влиянием различных факторов (освещённость, тепло, влажность почвы, относительная влажность воздуха, концентрация почвенного раствора, реакция среды и другие) на характер поглощения элементов питания растениями.
6. Субстраты, применяемые в защищ гр. Их преимущества и недост. Грунты, субстраты. В защищенном грунте в основном используют насыпные почвогрунты, органические и минеральные субстраты. При небольших масштабах тепличного овощеводства была возможность периодической или ежегодной замены определенного слоя насыпного грунта. Но с развитием тепличного овощеводства хозяйства, как правило, перешли на бессменное использование грунтов, а также на выращивание овощей в ограниченном объеме субстрата. Это сопровождалось повышением контроля за минеральным питанием, а также использованием органических, специальных минеральных безбалластных удобрений, системы защиты от болезней и вредителей. Из-за большой зараженности тепличных грунтов в процессе многолетнего использования, значительного повышения энергозатрат на поддержание плодородия тепличных грунтов и микроклимата в теплицах требуются технологии, способствующие снижению энергетических затрат для поддержания оптимальных условий выращивания овощных культур и повышения их урожайности. Используемые в защищенном грунте почвогрунты, субстраты можно условно разделить на несколько типов. Соб ств енно п очв а -высокоплодородная и хорошо удобренная органическими и минеральными удобрениями почва того региона, в котором находятся теплицы. Этот тип обычно используют в простейших сооружениях защищенного грунта -в пленочных парниках, тоннелях и пленочных теплицах. П о ч в е н н ы е с м е с и с использованием в качестве компонентов почвы, торфа, органических и минеральных удобрений, других материалов (опилок, щепы, коры, соломенной резки и др.). Такие субстраты применяют в современных теплицах с насыпным грунтом или в более простых пленочных сооружениях, размещаемых на малоплодородных и бесструктурных почвах. Заменители почвы растительного происхожД ения -органические субстраты (древесные опилки, дробленая кора, солома, верховой торф, отходы гидролизной промышленности -лигнин и др.). Это в основном быстро разлагающиеся материалы. Заменители почвы, как правило, применяют в северных районах, где почва имеет очень неблагоприятные воднофизические и агрохимические показатели. В последние годы начали использовать кокосовые субстраты (коковита), близкие к инертным субстратам, так как они медленно подвергаются процессам минерализации. Искусс тв енные инертные (гиДропонн ые) суб стр аты -гравий, гранитная щебенка, песок, керамзит, пемза, перлит, вермикулит, полиуретановая пена, стекловолокно, минеральная вата (гравилен, гродан, культилен, мультигроу и др.).
Питание растений при выращивании овощных культур на инертных субстратах происходит за счет подаваемого к растениям питательного раствора с учетом состояния растений, погодных условий, кислотности, концентрации дренажного стока и других показателей. Большинство этих субстратов широко используют как за рубежом, так и в нашей стране. Искусст венн ая почва представляет собой химические, ионно-обменные смолы (аниониты, катиониты), насыщенные элементами минерального питания, применяемые преимущественно в экспериментальных установках. Выращивание растений можно проводить и без субстрата или почвы -это аэропоника (воздушная культура). Снабжение растений водой и питательными веществами осуществляется путем мелкодисперсного опрыскивания корней питательным раствором (каждые 10...20 мин). Однако этот способ выращивания используют очень редко. Требования к субстратам для гидропоники, характеристика и некоторые свойства наиболее распространенных субстратов. Для эффективного управления ростом и развитием растений, получения ВЫСОКИХ урожаев субстраты должны быть: долговечными, безопасными для окружающей среды при изготовлении, применении и утилизации, пригодными для пропаривания (стерилизации), инертными, с хорошим соотношением воздуха, воды. Субстраты ДОЛЖНЫ обладать достаточной влагоемкостью, не засоляться и легко промываться от избытка солей. Кроме того, они должны быть дешевыми и не требующими высоких затрат на эксплуатацию. Щ е б е н к а (гранитная), г р а в и й других пород (исключая известковые) -наиболее долговечные субстраты. Влагоемкость зависит от размера частиц. Чем мельче частицы, тем больше общая поверхность частиц в единице объема и тем больше питательного раствора при увлажнении задерживается на их поверхности. П е с о к (кварцевый, речной) также используют в тепличном овощеводстве. Однако при насыщении влагой он содержит около 5% воздуха, при этом воздухообмен между почвенным и атмосферным воздухом происходит очень медленно. Песок (как и гранитная щебенка, цеолит) относится к так называемым «холодным» субстратам. Сочетание этих факторов приводит к слабому развитию корневой системы у молодых растений. К е р а м з и т использовался в качестве субстрата в чистом виде; его и сейчас используют при малообъемном выращивании овощных культур с применением капельного полива. Этот субстрат менее долговечен, так как он благодаря высокой пористости быстро засоляется, его труднее регенерировать. Однако его можно использовать в течение нескольких лет при условии ежегодной стерилизации. Пер л и т получают из алюмосиликатных минералов (породы вулканического происхождения -липариты, дациты и др.). При нагревании этих минералов до температуры 850...1000ос, а иногда до 1200 ос перлит вспучивается, превращаясь в БЫСОКОПОРИСТЫЙ легкий материал белого цвета. Его объем увеличивается в 10...12раз и более. Перлит широко используют при укоренении декоративных, цветочных и других культур, а также применяют в смеси с торфом для выращивания рассады цветов и при малообъемном способе выращивания овощных культур.
7. Виды гидропоники. Особенности малообъёмной гидропоники Выращивание овощных растений способом малообъёмной гидропоники широко распространено в мире и занимает в теплицах свыше 10000 га. В некоторых странах по этой технологии овощные культуры выращиваются на 60-80% площади теплиц. В последнее время малообъёмная гидропоника начала развиваться в России и в том числе в Приморском крае. По сравнению с почвенной культурой и бассейновой гидропоникой новая технология имеет ряд преимуществ. Студенту необходимо ознакомиться с преимуществами и недостатками малообъёмной гидропоники, особенностями выращивания культур по данной технологии (субстраты, растворы, орошение и т.д.). Особое внимание обратить на зональные особенности применения этой технологии.
8. Полимерные материалы, использ в зг.Их хар-ка,преим и недост.
9. Культурообороты,их типы…агроэкон прдпос. Под культурооборотом понимают схему последовательного чередования овощных культур в течение одного сезона на единице защищенного грунта — в парниках под одной рамой, в теплицах на 1 м2. Задача культурооборота — обеспечить максимальное использование площади защищенного грунта, увеличить выход продукции и снизить себестоимость овощей. Правильный оборот позволяет получить рассаду и овощи в нужные сроки и снизить распространение вредителей и болезней.
10. Культура огурца в зимнее- весеннем обороте. Выращивание огурца в зимне-весенних теплицах. Начинают выращивать огурец в зависимости от световой зоны в декабре -феврале, продолжают до июля (короткая культура) или до конца сентября (продленная культура). Основную ценность представляет ранняя часть урожая, поступающая весной и в начале лета. Культуру ведут в теплицах с воздушным и почвенным обогревом. Если последнего нет, огурец выращивают на биотопливе (соломенных тюках, навозе). Для успешного ведения культуры очень важны: тщательная дезинфекция теплиц и термическая стерилизация грунта; внесение в высоких дозах навоза и рыхлящих материалов, обеспечивающих благоприятные для корневой системы водно-воздушный режим и режим питания; поливы; высокая светопроницаемость ограждения теплицы, обеспечивающая благоПрИЯТНЫЙ световой режим'; отсутствие источников инфекции, приводящих к раннему поражению растений. Возможными источниками заражения болезнями и вредителями (мучнистая роса, белокрылка, клещ и др.) могут быть использование светокультуры и отсутствие перерыва между оборотами, в южных районах, где нет снежного покрова, -сорные растения (резерваторы болезней), несоблюдение мер профилактики. В тепличной культуре используют в основном гетерозисные гибриды (F 1) и очень ограниченно, главным образом в качестве опылителя, сорта. Сорта и гибриды, возделываемые в зимне-весенней культуре, обеспечивают получение до 1 июля 25...28 кг зеленцов с 1 м', Очень важно качество урожая. Плоды должны быть негорькими, иметь хороший вкус и красивый внешний вид. Желательна темно-зеленая окраска. Что касается размеров плода и его поверхности, то вкусы потребителей расходятся. В центральных районах население предпочитает относительно короткие плоды с бугорчатой поверхностью. В южных районах любят короткие огурцы с гладкой поверхностью. В тепличном овощеводстве используют несколько типов сортов и гетерозисных гибридов: 1) короткоплодные (длина зеленца 20...22 см), пчелоопыляемые, с растениями преимущественно женского типа цветения; 2) длинноплодные (длина зеленца 25 см и более), партенокарпические, с растениями женского и преимущественно женского типа цветения; 3) относительно короткоплодные (длина зеленца 20...25 см), партенокарпические, с растениями женского и преимущественно женского типа цветения. представитель первой группы -сорт Марфинский, Сорта и гибриды для весенних теплиц (весенне-летняя и летняя культуры) отличаются сильными темпами роста и формирования урожая. Для этого типа культуры в связи с недостаточными возможностями регулирования микроклимата в пленочных теплицах и возможными перегревами очень важно наличие устойчивости к пониженным температурам и перегревам, резким переходам от высокой температуры к пониженной и наоборот.