Источники тепла и способы обогрева защищенного грунта
Защищенным грунтом называется земельный участок или специальное помещение, приспособленное (оборудованное) для выращивания растений в неблагоприятное по погодным условиям время года, или другими словами, участок или помещение с искусственно созданным благоприятным для растений микроклиматом. Существуют три основных способа обогрева защищенного грунта – солнечный, технический и биологический.
Солнечный обогрев – самый распространенный и самый дешевый, так как солнечная радиация является наиболее эффективным источником энергии. Солнечный обогрев осуществляется за счет солнечной радиации и основан на разной способности светопрозрачных материалов пропускать видимые и инфракрасные лучи. Некоторые светопрозрачные материалы (стекло, поливинилхлоридная пленка и укрывные материалы типа Агрил) почти не пропускают инфракрасные лучи, поэтому происходит накопление тепла. Солнечные лучи, проникая в культивационное сооружение, преобразуются в тепловые, которая благодаря стеклянной кровле или светопрозрачной пленке остается в теплице, нагревая при этом почву, растения, элементы конструкций, воздух. Создается, так называемый парниковый эффект – преобразование внутри культивационных сооружений световой солнечной энергии в тепловую и накопление ее.
Солнечный обогрев находит самое широкое применение при выращивании ранних овощей и рассады в открытом грунте, а также в парниках, весенних теплицах. Много солнечного тепла поступает и в зимние теплицы, особенно в ясные, солнечные дни. В том насколько эффективно улавливаются солнечные лучи большую роль играет качество стекла и чистота поверхности остекления, качество пленки, ориентация сооружений в отношении сторон света и угол наклона кровли. Недостаток солнечного обогрева – большие колебания температуры, которая днем поднимается, а ночью резко снижается. Для создания благоприятного для растений теплового режима необходимо сочетать солнечный обогрев с другими видами обогрева. Часто этот вид обогрева бывает аварийным, то есть он применяется только в случае резкого снижения температуры в результате похолодания. Чтобы не допустить этого и поддерживать температуру на уровне, в теплице и устанавливают дополнительный технический обогрев – тепло от сжигания какого-либо топлива, от электрообогревательных приборов.
Технический обогрев подходит для небольших теплиц – площадью около 15 м2. При этом чаще всего используют печное или водяное отопление. Печи используют небольшие на обожженном древесном угле. Печь с надетой трубой разжигают за пределами теплицы. После того, как уголь хорошо разгорится и печь перестанет дымить, ее заносят в теплицу, сняв трубу. Расстояние от печи до ближайших растений должно быть не менее 75 см.
Для аварийного обогрева нередко применяют бытовые электрорадиаторы, электрокалориферы.
Самым безвредным для людей и растений из всех видов технического обогрева является водяное отопление, отличающееся и самым высоким коэффициентом использования тепла (65–70%). Теплоносителем является вода с температурой 30–90°С. Для устройства системы водяного отопления необходимы следующие основные элементы: котел для нагревания воды, трубы (радиаторы), расширительный бак для наполнения труб водой. В теплицах длиной 20–30 м применяют водяное отопление с естественной циркуляцией воды без помощи насоса.
Биологический обогрев основан на разложении органических материалов (навоза или других органических материалов (биотопливо)), благодаря которому выделяется тепло в количестве, достаточном на весь вегетационный период растений. В качестве биотоплива используют навоз животных, домовый мусор, опилки, солому, торф и т.д. Для горения биотоплива необходим доступ кислорода, наличие усвояемого бактериями азота, влажность 65–70%, нейтральная или слабощелочная реакция и начальная собственная температура не ниже 5–8°С.
При разложении биотоплива кроме тепла выделяются углекислый газ, аммиак и вода, что способствует улучшению режимов воздушного и почвенного питания растений. Кроме того, отработанное биотопливо в виде перегноя является прекрасным органическим удобрением и основой почвосмесей.
Закладка биотоплива в теплый парник:
1. Традиционная закладка для теплого парника – навоз, служащий естественным источником тепла и обогрева. Заготовленный с осени навоз складывают в кучу или штабель, уплотняют, укрывают сверху торфом, соломой или опилками и накрывают пленкой. Края пленки прижимают камнями, чтобы ее не сдул ветер.
2. В котлован парника биотопливо закладывают слоями: на дно кладут опилки или лежалую солому для улучшения тепловых условий, затем слой навоза, поверх него торф или опилки, которые поглощают выделяющийся аммиак, и последним слоем насыпают почвенную смесь, в которую высевают семена и высаживают растения.
Классическим биотопливом с давних времен считается конский навоз, который очень быстро разогревается (в течение недели) до 60–70°С, а затем поддерживает оптимальную температуру в корнеобитаемом слое почвы весь вегетационный период, к которому очень близки по всем основным характеристикам овечий и козий. Конский, овечий и козий навоз имеют оптимальную влажность, плотность и кислотность; легко и быстро разогреваются. Вскоре после разогрева температура быстро снижается до 30–35°С, а потом в течение двух месяцев медленно опускается до 27 – 30°С и только после снижается до 20° С. Поэтому это биотопливо можно применять в ранних весенних теплицах и парниках.
Коровий навоз более плотный и влажный, он беднее азотом и имеет кислую реакцию, разогревается медленно и слабо. Максимальная температура достигается через 18 – 20 дней после набивки и обычно не превышает 50°С. Уже через две недели температура снижается до 28°С, а еще через две – до 20°С и, постепенно снижаясь до 12 – 15°С, держится около двух месяцев. При добавлении к коровьему навозу рыхлящих органических материалов в виде опилок, соломы, торфа, а также конского навоза интенсивность саморазогрева возрастает. На биотопливе из коровьего навоза часто наблюдается массовое развитие пластинчатых грибов, которые, отмирая и разлагаясь, нередко являются очагами заболеваний овощных растений. Для предупреждения появления этих грибов перед насыпкой грунта поверхность навоза опудривают свежегашеной известью (300 г. на 1 м2).
Свиной навоз мало пригоден для обогрева из-за большой влажности, плотности и трудности разогрева. Его можно использовать как биотопливо в поздних парниках в смеси с конским навозом или бытовым (домовым) мусором. По содержанию питательных веществ домовый мусор близок к навозу. После перепревания в парнике он разлагается, превращаясь в однородную, хорошо рассыпающуюся массу.
Древесные листья могут быть использованы как биотопливо при добавлении к ним до 70% навоза. Можно использовать и предварительно подготовленную солому (ее измельчают до 15–20 см). Затем на каждые 100 кг соломы добавляют по 15 кг конского навоза и хорошо увлажняют смесь. Как биотопливо применяют и слаборазложившийся торф, добавляя к нему до 30% коровяка. Можно использовать измельченную солому с добавлением 0,6%-го раствора мочевины. Солому хорошо перемешивают и после насыщения складывают в штабель.
Потребность в биотопливе определяется в зависимости от его свойства и типа культивационного сооружения. На одну раму ранних парников требуется около 1,5 м3 или 7 ц навоза, для средних парников – на 15–20% меньше, для пленочных теплиц – 2–3 ц на 1 м2.
Разогревают биотопливо за неделю до закладки в парник, перебивая, растрясая вилами в рыхлые кучи высотой до 2 м. Чтобы навоз быстро разогрелся, в середину кучи помещают горячие камни, негашеную известь или разжигают костер, накрывая его листом железа. Когда появятся угли, на лист железа набрасывают навоз, оставляя ход для тяги. Разогретый навоз выделяет запах аммиака, температура внутри кучи достигает 30–70°С в зависимости от вида биотоплива.
В середине марта необходимо начать приводить в порядок парники, очищая их котлованы от снега и льда, а затем от почвы и перепревшего навоза. На дно котлована парника или траншеи теплицы кладут опилки, а при использовании коровьего и свиного навоза укладывают хворост слоем 10 см для улучшения тепловых условий. Почву и перегной смешивают и складывают в бурт, используя их в дальнейшем как органическое удобрение. Рамы и парубни дезинфицируют 10%-м раствором каустической соды или слабым раствором хлорной извести. Когда весь штабель биотоплива нагреется, его еще раз рыхло перекладывают и через 2–3 дня набивают им парники. Биотопливо разносят вилами, на дно кладут холодный навоз (с краев кучи), а затем более горячий. Перегоревший (сырой) отбрасывают.