Теплиці, види теплиць, способи обігріву, конструктивні особливості, способи поливу ґрунту, вентиляція теплиць

На відмінну від парників, в теплицях можна вирощувати рослини весь рік. Теплиці великих розмірів у квітникарстві на відміну від овочевих господарств називають оранжереями, а звідси і групу квіткових рослин, які вирощуються в них - оранжерейними.

За конструкцією теплиці бувають:

· односкатні. з одним заскленим скатом даху, повернутим на південь;

· двоскатш. з двома заскленими скатами даху;

· блочні, які складаються із декількох двоскатних теплиць, які не мають між собою стінок (замість них поставлені стовпи, які підтримують дах і жолоба);

· ангарні - більш широкі, із загальним металевим каркасом, який часто роблять із труб обігріву;

· башенні - рослини розташовуються в прозорій башні, яка обладнана трансмісійним механізмом для переміщення рослин знизу вверх;

· з водоналивним дахом - для обігріву в даху теплиці пропущена вода невисокої температури;

· бельгійські переносні - виготовлені із легких рам.

Форма теплиць може бути різною (рис. 4). Вона залежить від площі, на якій створюється теплиця; від її розмірів та місця розташування; від світлового режиму ділянки; матеріалів, які використовуються для її побудови.

Рис. 4. Форми теплиць

Двоскатні теплиці розповсюджені найбільш широко. їх будують так, щоб повздовжня вісь була орієнтована з півночі на південь при відхилені не більш ніж на 15-20°, а скати - на схід та на захід, що захищає рослини від прямого сонячного світла протягом дня.

У великих господарствах двоскатні теплиці об'єднують з'єднувальним коридором.

Багатоскатні (блочні) теплиці - це з'єднані разом двоскатні теплиці. Вони невисокі, мають покриття з плівки. Внутрішні стіни замінені підпорними стовпами.

Висота ангарних оранжерей 5,7 м, довжина 40 м, ширина 19 м. Такі теплиці більше будують на півдні, оскільки у них зимою важко із - за висоти підтримувати оптимальний температурний режим. Але високі теплиці найбільш підходять для квіткових культур, вирощування овочів, так як тут створюються сприятливі умови природного освітлення і достатній буферний шар повітря, який перешкоджає різкій зміні температури при провітрюванні. В таких теплицях відкриваюча поверхня (кватирки) повинна бути не менше 30% на даху і не менше 50% на бокових стінах.

Рис. 5. Односкатна теплиця, розташована з південної сторони будинку, яку можна використовувати як зимовий сад

Рис. 6. Невелика теплиця із рам з подвійним склопластиком на присадибній ділянці

Башенні теплиці мають висоту 20-25 м, в середині мають трансмісійне обладнання яке забезпечує переміщення знизу вверх і навпаки. В цих теплицях при догляді за рослинами робітник не переміщується: до нього рухаються лотки з рослинами, що економічно більш вигідно. Крім того, в таких теплицях більш сприятливий світловий режим.

Розроблені також оранжереї з водоналивним дахом. Для їх обігріву використовують воду невисокої температури, що створює більш рівний температурний режим.

Використовують більш легкі теплиці із парникових рам - так звані бельгійські теплички. У Німеччині використовують пересувні теплиці.

На присадибних ділянках, як правило, створюють невеликі теплиці (рис. 5, 6).

У нашій країні споруджують теплиці типових проектів покращеного типу. У цих теплицях передбачений верхній, ґрунтовий, боковий та стелажний обігрів, центральна система поливу рослин та внесення мінеральних добрив, система подачі розчинів пестицидів, механізація відкриття та закриття бокових та верхніх форточок, мікроосвітлення та обладнання для досвітки рослин, а також система примусового охолодження. Теплиці розташовують блоками. Площа одного блоку 3 га -20 безстелажних і стелажних теплиць по 1500 м2 кожна.

В оранжереях застосовується автоматичне регулювання заданого температурного режиму, вологості та інших параметрів.

Впроваджуються у виробництво блочні теплиці, ґрунтові та гідропонні.

За обладнанням, яке є в середині, теплиці бувають стелажні та безстелажні (ґрунтові).

В стелажних теплицях вздовж розміщують столи - настили з бортиками. Стелажі влаштовують на металічних стойках із дерева, шиферу, пінопласту, залізобетону. Широко використовують пересувні стелажі, що дозволяє збільшити корисну площу на 20-25%. Весною для збільшення додаткової площі над стелажем влаштовують додаткові стояки.

Безстелажні ґрунтові теплиці влаштовують на рівній площі.

Спочатку знімають шар ґрунту на 50-70 см, роблять дренаж. Котлован засипають субстратом, на якому вирощують культуру. Субстрат стараються ізолювати від природного ґрунту за допомогою лаштування бетонних коробів та розстелення поліетиленової плівки. Ці заходи застосовують для захисту рослин від хвороб, які передаються через грунт.

За світловим режимом теплиці бувають тільки з верхнім освітленням (старі Грунтові конструкції) або з верхнім і боковим (сучасні теплиці), де верх та бокові стіни засклені. Для скління використовують скло товщиною 3-5 мм. Можна використовувати поліетиленову плівку та склопласти. Верх теплиці роблять під нахилом, щоби покращити світловий та тепловий режим. Кут нахилу визначається широтою місцевості: на півдні - менший, на півночі - більший.

За призначенням теплиці поділяють на:

· Розводочні

· Вигоночні

Ґрунтові спеціального призначення (для вирощування квітів,овочів, інтродукції екзотів).

Розводочні теплиці призначені для перших етапів розмноження рослин (сівби та живцювання), вигоночні - для вирощування квіткової продукції на зріз, вирощування вазонкової продукції, овочів. У ґрунтових теплицях спеціального призначення вирощують великі вічнозелені рослини, маточні екземпляри, займаються квітівництвом та овочівництвом.

Розташування теплиць

Головні умови до вибору місця під майбутню теплицю це - добра освітленість сонцем, захищеність від пануючих вітрів і відповідне залягання ґрунтових вод. Рівень ґрунтових вод має бути стабільним і знаходитись не ближче ніж 1,3-1,5 м від поверхні ґрунту. При близькому заляганні ґрунтових вод перед будівництвом теплиці влаштовують ґрунтовий дренаж для відведення води або прокопують канави. У місцях надмірного зволоження навколо споруди створюють водостоки для відводу дощової води, а також, при необхідності, - ємності для збору дощової води для технічних потреб.

При вирощуванні у господарстві хвойних порід відстань від стіни хвойного лісу має бути не менше ніж 50 м. Дерева і кущі не рекомендується висаджувати біля теплиці. Вони гілками можуть пошкодити покриття, корінням - фундамент. Окрім цього деякі дерева можуть бути проміжними господарями шкідників та хвороб. Навколо культиваційної споруди бажано відвести десятиметрову мінералізовану смугу - (смугу орної землі), утримуючи яку по системі чорного пару запобігають появі бур янів і розповсюдженню гризунів. Цю площу можна також використати для ведення господарської діяльності (влаштування грядок та шкілок, загартовування та дорощування садивного матеріалу із закритою кореневою системою). Мінералізовану смугу може замінити асфальтована або бетонована площадка, яка використовується для зберігання та приготування різних видів ґрунтосумішей та садової землі.

Мікрорельєф ділянки має бути відносно рівний, з нахилом до 8°. Небажано влаштовувати теплицю в низинах (тут весною можуть утворюватися так звані "морозобійні ями"), та на пагорбах, де теплиця постійно продувається вітрами. Підвищення швидкості вітру на 1 м/с веде до зниження температури на 2,2°С. Теплиця має бути захищена від дії переважаючих у даній місцевості холодних вітрів, оскільки втрати тепла від них можуть доходити до 50%. З цією метою створюють огорожі, садять живоплоти, полезахисні та лісозахисні смуги (рис. 7). Враховуючи можливість утворення турбулентних потоків холодного повітря за огорожею, конструкція захисних смуг має бути ажурною або нещільною.

Рис. 7. Вибір місця під теплицю

З південної сторони захист від вітру не повинен притіняти культиваційну споруду і тому його розташовують на відстані не ближче ніж три висоти теплиці. З північної сторони навпаки, всю північну стіну теплиці можна будувати з термоізоляційного непрозорого матеріалу, і розташовувати теплицю як можна ближче або впритул, до огорож, стін, будівель. При побудові односкатних теплиць перевагу надають розміщенню їх з південної сторони. Таке розміщення культиваційної споруди при переважаючих західних вітрах зимою має краще збереження тепла

З південної сторони не має бути перешкод освітленню теплиці зимовим сонцем, яке в полудень знаходиться над обрієм під кутом у 20° і окреслює за день дугу у 60°. Перевіряють це так: збивають дві рейки довжиною до метра під кутом 20°, розташовують їх поверх, будівельного рівня, встановленого на місці майбутньої теплиці, врівноваженого і орієнтованого на південь. Якщо вздовж осі верхньої рейки прямо і по 30° вправо і вліво перешкод не видно, то місце під теплицею стосовно освітлення в зимовий період, вибрано правильно (рис. 8). Перед будівництвом теплиць і парників обов'язково визначають рівень залягання ґрунтових вод. При близькому їх заляганні до поверхні Грунту влаштовують дренаж. Розташовують дренаж на глибині 0,6 м і нижче, але вище рівня ґрунтових вод з нахилом від 0,5 до 3,0 см на 1 м/п по довжині. Спрощений дренаж створюють з суцільного шару гравію, щебеню, битої цегли товщиною 15-25 см. Для великих теплиць, які інтенсивно експлуатуються протягом року, дренаж створюють з можливістю його прочистки і відновлення, оскільки з часом дренажі мають властивість замулюватись. Для цього використовують гончарні або пластикові труби діаметром не менше 100 мм з оглядовими криницями на вузлах.

Скло затримує 10% сонячного світла в тому числі й ультрафіолетове проміння, без якого рослини не можуть обійтись. Не можна використовувати скло з дефектами (з хвилястою поверхнею, бульбашками повітря, тріщинками), які, при проходженні скрізь них сонячних променів, спрацьовують як лінзи, викликаючи опіки органів рослин.

Частина сонячних променів, які падають на поверхню теплиці не під прямим кутом, віддзеркалюється від скла і не потрапляють у теплицю. Тому такі конструктивні елементи як похилені стіни, арочний або багатоскатний дах, покращують освітлення теплиці (рис. 10).

Рис. 8. Визначення наявності перешкод природному освітленню теплиці в зимовий період

Рис 10. Схема проходження сонячних променів у скляних теплицях різної конструкції

При будівництві парників на піщаних та супіщаних ґрунтах, які мають добру водопропускну здатність, можна обійтись без дренажу. На суглинистих і глинистих ґрунтах, які затримують воду, застосування дренажу обов'язкове, тому щонадлишкова вода після поливу небуде проникати за межі споруди, азастоюватись, що може призвестидо закисання ґрунту і появигрибкових захворювань.Сонячне світлоКороткохвильове випромінювання сонця проходить крізьскло, нагріваючи предмети (ґрунт, стелажі, стіни) всередині теплиці. Нагріваючись предмети виділяють тепло в вигляді довгохвильового випромінювання, яке скло назад вже не випускає. Такий швидкий подвійний нагрів скляних теплиць носить назву "парниковий ефект" (рис. 9).

Рис 9. Утворення парникового ефекту в скляній теплиці

Покриття з плівки затримує 15% сонячного світла, розсіює його, майже не віддзеркалює і не викликає парникового ефекту (рис. 11).

Плівка легка, дешева, пластична, не б'ється як скло, легко монтується, але недовговічна, бо руйнується під дією ультрафіолетового проміння сонця. При монтажі плівка повинна бути сильно натягнута і добре закріплена.

Рис. 11. Проходження світла через покриття з поліетиленової плівки

Влітку надмірне сонячне світло і викликане ним значне підвищення температури в теплиці може викликати опіки і перегрів органів рослин, що може призвести до їх загибелі. З метою зменшення інтенсивності сонячного світла використовують притінення. У споруд сезонного використання, застосовують забілювання поверхні скла чи плівки, або влаштовують зовнішній чи внутрішній екрани (рис. 12).

Для рівномірного і якісного обігріву потрібна система обігрівачів, у вигляді батарей, а частіше труб відповідного діаметру (рис. 13).

Рис 12. Притінення теплиць а - забілювання сила, б - зовнішній екран, с - внутрішній екран. а б с

Рис. 13. Схема обігріву теплиці

Для притінення у теплицях використовують матеріали, які легко знімаються з настанням зимового періоду - мішковину, трав'яні мати. Для автоматизованого керування процесом притінення використовують жалюзі, яке встановлюють всередині теплиці. Щоб зняти надмірний нагрів у теплицях у літній період, використовують зовнішнє покриття теплиці фарбами, які руйнуються при настанні мінусових температур. Залишки фарби змиваються дощами та талими водами і не потребують додаткових матеріальних затрат на їх усунення. Ця технологія широко використовується в тепличних господарствах значної площі.

В зимовий період, при необхідності продовження вегетаційного період}', застосовують штучне освітлення. В якості джерела світла слід використовувати лампи, спектр яких наближений до сонячного. З їх допомогою подовжують короткий сонячний день на декілька годин.

Обігрів теплиць

Найчастіше застосовують водяний обігрів теплиць та обігрів за допомогою пари.

Водяний обігрів здійснюється за допомогою котла, металевих труб або батарей. Для обігріву використовують в основному воду, нагріту до 60-70°С. Охолоджена вода по зворотних трубах повертається в котли. Циркуляція води здійснюється самотьоком і за допомогою насоса.

Труби чи батареї необхідно розмістити так, щоб рівномірно обігрівалася вся площа теплиці. В малогабаритних теплицях труби розміщують по периметру, а у великих блочних - труби обігріву розташовують ще й в центральній частині в місцях з'єднання блоків з тим щоб у зимовий період забезпечити швидше танення снігу в стічних лотках. У цьому випадку забезпечується рівномірний обігрів, а на склі не намерзає лід і не пошкоджує накриття теплиці. Труби меншого діаметру додатково розташовують під накриттям теплиці для забезпечення швидшого танення снігу з тим щоб не допустити руйнування конструкцій та для створення шару теплого повітря, яке попереджує переохолодження верхніх шарів повітря. При вирощуванні рослин на стелажах, труби обігріву розташовують під стелажами. У цьому випадку покращуються умови розвитку кореневих систем, краще відбувається засвоєння мінеральних речовин. Це має особливе значення при укоріненні живців.

Розрахувати потужність котла, необхідного для обігріву теплиці, можна за формулою: П = S х tr х m; де: П - потужність котла;

S - площа покриття теплиці;

tr - різниця між потрібною температурою всередині теплиці і мінімально можливою назовні (наприклад, в теплиці необхідно забезпечити температуру 25°С, мінімальна температура назовні -10 °С, тоді різниця температур складає 35°С);

m - стала, яка дорівнює 6,2 кал/год. і означає витрати тепла 1 м поверхні за 1 годину.

Результат розрахунків отримаємо в ккал. При бажанні потужність можемо перевести у Вати, враховуючи що 0,86 Ккал/год=1 Вт

Розраховану потужність котла збільшуємо на 20% з тим, щоб мати резерв потужності при непередбачуваних втратах тепла.

Використання пари для обігріву теплиць приводить до значної сухості повітря та погіршення стану рослин. У великих теплицях додатково розміщують електрокалорифери, які дозволяють одержувати додаткове тепло зимою та проводити вентиляцію літом.

Пічний обігрів застосовується у невеликих теплицях. Печі, комини та борови будують з цегли. Паливом можуть бути дрова, вугілля, торф. Борови (димові труби, які розташовані горизонтально вздовж всієї теплиці) будують в півцегли, довжина їх повинна бути не більше 16-18 м. Для забезпечення хорошої тяги їх споруджують з поступовим підйомом, починаючи від пічки і до димової труби, по 2 см на погонний метр.

Для підігріву ґрунту використовують пластмасові труби, якими подають воду, підігріту до 40°С. Труби використовують також для подачі вуглекислого газу в теплиці, прокладають їх по землі, оскільки підкормка вуглекислим газом більш ефективна при його подачі знизу. По цих трубах можна подавати і воду для проведення нижніх подивів рослин.

Полив

Полив може бути:

· ручний, за допомогою шлангів і лійок з різноманітними насадками;

· автоматизований - в основі якого лежить система труб, рівномірно розташованих по всій площі теплиці.

Автоматизований полив в теплиці може бути верхнім, нижнім та в ґрунт теплиці. При верхньому поливі через форсунки рівномірно розпилюється вода. Одночасно труби верхнього поливу можуть бути використані для проведення позакореневих підкормок. При нижньому поливі рослин здійснюються під кожну рослину капельним методом. Система може бути використана для подачі вуглекислоти та підкормок при автоматизації процесів технології. При ручному поливі вода подається по шлангах і розпилюється за допомогою розпилювальних насадок або без них. Цей полив можна комбінувати із проведенням сухих підкормок рослин - на поверхню ґрунту вноситься необхідна кількість добрива, яка при поливі розчиняється і проникає в ґрунт.

Вода для поливу повинна бути:

· без токсичних хімічних сполук;

· без надмірної кількості мінеральних солей;

· без завислих мінеральних частинок (мулу, глини, піску);

· біологічно чиста (без збудників хвороб та шкідників).

Загалом можна сказати, що дощова вода має понижений вміст солей; джерельна та кринична — може мати надмірну мінералізацію; вода з річок та потоків часто має підвищений вміст завислих мінеральних частинок; ставкова вода потребує біологічної очистки. Найбільш придатною для поливу вважається водопровідна вода, яка пройшла очистку та обеззаражування, але в ній може бути високий вміст хлору, який негативно впливає на розвиток рослин.

Полив проводять водою, температура якої має бути не нижче температури ґрунту в теплиці. З цією метою в теплиці має бути встановлений резервуар для природного чи штучного підігріву веди ємкістю не менше одноразового поливу.

Одноразовий полив молодих рослин має відповідати за об'ємом середньому дощу (25 мм). Для перевірки на грядку поряд з рослинами кладуть плоску посуду і після поливу заміряють рівень води. Для більш дорослих рослин, корінь яких знаходиться глибше у ґрунті, такого поливу вже не достатньо. Через годину після цього поливу, у ґрунті поряд з рослинами викопують лунку на глибину, залягання коріння. Якщо ґрунт сухий, полив повторюють до потрібного зволоження ґрунту.

Провітрювання теплиці

Влітку сонячне світло та парниковий ефект є причиною швидкого зростання температури в теплиці, незважаючи на застосування притінення. Застійне, гаряче і вологе повітря всередині теплиці пригнічує рослини і створює сприятливі умови для розвитку хвороб і шкідників. Для покращення газообміну, підтримання оптимальної температури і вологості необхідна вентиляція.

Рис. 14. Схема руху повітря в теплиці при відкритих фрамугах

Провітрювання теплиці поділяється на природне та примусове. При природному провітрюванні вентиляція здійснюється за допомогою фрамуг (віконець), бокових -приточних, верхніх - витяжних (рис. 14).

Приточні фрамуги, через холодне повітря потрапляє в теплицю, розташовані на протилежних стінах (рис. 15). Вони бувають звичайного і жа-люзного типу, для запобігання виникнення протягів. Для забезпечення ефективної вентиляції приточні фрамуги мають відкриватися і фіксуватися на кут від 0 до 55°.

Рис. 15. Приточні фрамуги

Витяжні фрамуги, через які виходить гаряче повітря, розташовують в два ряди по обидва боки від гребня теплиці (рис. 16).

Рис. 16. Витяжні фрамуги

Загальна площа вентиляційних отворів має бути не менше 17-20%(1/6-1/5) підлоги теплиці. Кількість фрамуг може бути різною. Вона залежить від величини теплиці та рослин, які культивуються в ній. Фрамуги можуть розміщуватися через кожних 2 м з кожної сторони теплиці, або утворювати суцільний ряд(при вирощуванні альпійських рослин).

В теплицях ширше 12 (18) м холодне повітря підіймається вверх, не доходячи до середини, де утворюється зона застійного повітря. Тут необхідно застосувати електровентилятори. Такий тип вентиляції називають комбінованим.

Провітрювання теплиць приточними та витяжними вентиляторами або кондиціонерами називається примусовим.