Интенсивность освещения. Высотой стояния солнца над горизонтом определяется интенсивность солнечной радиации. Чем ниже солнце над горизонтом, тем меньше солнечной радиации доходит к поверхности земли. Зимой интенсивность освещенности в теплицах составляет 1–2 % интенсивности радиации в ясный летний день и бывает ниже пороговой величины. Излучение, проникающее через светопрозрачное ограждение, определяет естественную освещенность.
У огурца фотосинтез превышает дыхание начиная при интенсивности освещения 0,0132 кал/см² в минуту (2000 лк). Нормальный рост вегетативных органов обеспечивается при 0,0396 кал/см² в минуту (6000 лк), нормальное развитие и плодоношение возможно при 0,066 кал/см² в минуту (10 000 лк). Помидор требует большей интенсивности освещения. Выгоночные культуры – луки, петрушка и т. д. мирятся с освещенностью 1000 лк.
Свет является основным источником энергии для фотосинтеза. С увеличением интенсивности освещения улучшается качество продукции, увеличивается содержание в ней витаминов, снижается количество вредных для организма нитратов и нитритов, пропорционально возрастает интенсивность фотосинтеза. Повышение освещенности на 1 % в зимний период дает 1 % прибавки урожая. Для большинства растений эта закономерность сохраняется в пределах интенсивности освещения 0,132–0,264 кал/см² в минуту (20 000–40 000 лк). При дальнейшем увеличении интенсивности света интенсивность фотосинтеза начинает снижаться, а затем останавливается на определенном уровне.
Обеспечение оптимальной освещенности очень важно для получения высококачественной продукции с минимальным содержанием нитратов. В зимний период при низкой освещенности накопление нитратов в тепличных овощах в 2–4 раза выше, чем летом. Интенсивное освещение (свыше 60 000–70 000 лк) может задерживать рост растений, вызывать ожоги в результате повышения температуры листьев до губительных пределов.
Сроки высадки рассады огурца, помидора в зимние теплицы при естественной освещенности, необходимость электродосвечивания поставлены на научную основу.
Исходя из притока естественной фотосинтетической активной радиации (ФАР) в наиболее критические месяцы (декабрь, январь) территория бывшего СССР делится на световые зоны. К первой отнесены районы, где суммы ФАР, проникающей в теплицы в декабре – январе, составляют 110–220 кал/см² горизонтальной поверхности; ко второй – 410–560, к третьей – 670–970, к четвертой – 1000–1380, к пятой – 1420–1660, к шестой – 1740–2280, к седьмой – 2730–3600 кал/см². Территория Украины в основном размещена в четвертой световой зоне (46°40′ – 56°52′ с. ш.). Южная часть размещена в пятой световой зоне (45°40′–52°11′ с. ш.). Только средняя и южная части Автономной Республики Крым области входят в шестую световую зону.
Для определения сроков выращивания и посадки рассады, начала плодоношения используют среднедневные и среднемесячные суммы ФАР, интенсивность ФАР, требования растений к ФАР.
По условиям естественной освещенности высадка огурца в теплицы в первой и второй зонах целесообразна в феврале, в третьей и четвертой – в январе, а в пятой– седьмой – в любое время года. Высадка помидора в первой зоне – в середине марта, в четвертой – в январе, а в седьмой – в любое время года.
При естественной освещенности рассаду огурца можно вырастить в пятой – седьмой световых зонах, рассаду помидора – в седьмой зоне. В остальных районах необходимо искусственное досвечиванне рассады.
Способы улучшения светового режима
В сооружениях закрытого грунта световой режим улучшают, уменьшая светонепроницаемые элементы кровли.
Световой режим в пленочных сооружениях лучше, чем в остекленных, вследствие меньшего количества светонепроницаемых элементов кровли. Освещенность составляет 70–80 % наружной, что на 15–25 % выше, чем в парниках, и на 10 % выше, чем в остекленных теплицах. Однако в результате запыляемости пленки освещенность под ней может снижаться на 18–20 % и более, а вследствие загрязненности стекол освещенность внутри теплиц может снижаться до 55 % по сравнению с наружной. В связи с этим теплицы необходимо размещать вдали от источников интенсивного запыления. В остекленных теплицах рекомендуется не реже двух раз в год очищать остекление. Для этого рекомендуется применять раствор, приготовленный на основе фторида аммония концентрацией 2–5 % и минеральной кислоты (азотной, фосфорной, соляной, серной) концентрацией 0,5–1 %.
Наивысшая освещенность в теплицах в зимний период бывает при ориентации их конька с запада на восток, весной – с севера на юг. Повышению продуктивности растений способствует меридиональное размещение рядов растений в весенних теплицах.
Для улучшения освещенности в зимних теплицах можно насыпать на поверхность почвы чистые сосновые опилки или соломенную сечку из расчета 150–200 г опилок или 300 т сечки на 1 м². Эффективность использования растениями света можно увеличить, повышая концентрацию СО2 в воздухе до 0,15–0,25 %, улучшая калийное питание. Применение второго слоя пленки дает высокий тепловой эффект, однако освещенность в сооружениях при этом снижается на 20 %.
Досвечивание рассады. Электросветокультура целесообразна только при выращивании рассады. При выращивании овощей она, как правило, неэкономична.
Затраты электроэнергии при этом на 1 кг продукции достигают 150–200 кВт × ч.
В промышленном овощеводстве нашли применение лампы высокого давления ДРЛФ-400 (дуговая ртутно-люминесцентная лампа), вмонтированные в тепличный облучатель ОТ-400, и ДРФ-1000 с осветителем ОТ-1000.
В первый период выращивания рассады осветители ОТ-400 размещают в 2 ряда с расстоянием между ними 1 м и на высоте 0,9–1 м от растений. Их установочная мощность в этот период составляет 240 Вт/м². После расстановки рассады (20–25 растений на 1 м²) лампы размещают в четыре ряда по схеме 1,6 × 2 м и поднимают на высоту 1,2–1,3 м. Установочная мощность при этом составляет 120 Вт/м². Длительность досвечивания до расстановки рассады – 14–16 часов, после расстановки – 12 часов в сутки.
Осветители ОТ-1000 подвешивают на высоте 1,6–2,5 м с расстоянием между лампами 2,5–3 м.
Созданы и внедряются в производство новые светотехнические установки с использованием натриевых ламп высокого давления ДНАТ-400, металлогалогенных ламп ДРИ-400-5, имеющих более высокую светоотдачу, мощность лучистого потока и коэффициент полезного действия.
При выращивании рассады в квартире в январе – феврале обязательно надо применять досвечивание. Как правило, для этого используют люминесцентные лампы.
Тепловой режим и методы его регулирования
Источниками тепловой энергии являются:
– солнечная радиация, основанная на «тепличном эффекте» (тепличным, или парниковым, эффектом называется повышение температуры воздуха и почвы в культивационных сооружениях вследствие превращения попадающей сквозь стекло или пленку коротковолновой солнечной энергии в тепловую (инфракрасную), не проходящую обратно сквозь светопрозрачное ограждение);
– биохимические реакции при разложении органических материалов микроорганизмами (биологический обогрев);
– подогрев воды и воздуха при сжигании топлива (водяное, калориферное отопление, прямое сжигание газа в теплицах);
– геотермальные воды (водяное и калориферное отопление);
– электрическая энергия (электрический обогрев).
Характеристика различных источников тепла. Наиболее экономичными источниками тепла являются тепловые отходы промышленных предприятий и геотермальные воды.
Экономическая эффективность систем отопления определяется не только стоимостью источников тепловой энергии, но и местом их расположения, периодом использования и другими факторами. С понижением температуры теплоносителя и удалением его от теплиц экономическая эффективность отопления теплиц снижается.
В зимних теплицах, где 30–50 % всех эксплуатационных расходов на выращивание овощей приходится на обогрев, экономическая эффективность систем отопления в основном определяется стоимостью теплоносителя. В весенних пленочных теплицах затраты на обогрев значительно меньше, а основной их составляющей являются затраты на амортизацию, обслуживание, текущий ремонт систем обогрева. В этих условиях электрический обогрев не менее эффективен, чем другие способы.
Солнечный обогрев необходимо максимально использовать в дополнение к другим способам обогрева. При этом в результате «тепличного эффекта» температура воздуха в теплицах повышается на 10–30 ℃. Это позволяет эксплуатировать некоторые сооружения закрытого грунта только на солнечном обогреве. Надо помнить, что при солнечном обогреве без применения дополнительных приемов невозможно гарантировать защиту растений от заморозков, особенно под полимерными пленками с высокой проницаемостью для инфракрасных лучей.
