Био-гелиоукрытия для дачников и фермеров-овощеводов

Нестеренко В.М., инженер ФГУП «Гипронисельпром»

Наши природно-климатические условия, особенно в центральных и северных ре­гионах страны, не позволяют выращивать овощи без защиты растений от заморозков, хо­лодных рос и частых сравнительно низких температур в ночное время летом. Это застав­ляет в период вегетации применять парники и теплицы различной конструкции, которые позволяют решить проблему полностью только при условии наличия в них технического обогрева. При нынешней стоимости топлива и дороговизне материалов и конструкций те­плиц производство овощей становится не рентабельным. Вопрос производства овощей, в том числе и ранних, может быть решен частично на дачных участках и в частных фермер­ских хозяйствах применением простых укрытий, обогреваемых за счет биотоплива и до­полнительно аккумулированного тепла, поступающего от солнечной радиации. Такие укрытия могут быть изготовлены и построены собственными силами. Изготовление и мон­таж конструкций не требует специальных навыков и инструментов. Для этого потребуется  только ножовка по металлу, молоток, ножницы и тиски при изготовлении металлических штырей из отходов труб или арматуры.

Монтаж укрытия при наличии конструктивных элементов осуществляется одним человеком за 1,5-2 часа, а демонтаж для упаковки и хранения или переноски на другое ме­сто один человек может осуществить за 0,5 часа. Укрытие позволяет, кроме гарантиро­ванного производства ранних овощей, решить частично экологическую задачу: утилиза­цию пустых полимерных бутылок, которые разбросаны и засоряют жизненное простран­ство. Такое простое сооружение включает следующие конструктивные элементы: полиэтиленовые или другие полимерные трубы диаметром 32 мм, длиной 3000 мм; металлические штыри - 2 из отходов груб или арматур диаметром 18-22 мм длиной 400-500 мм; коньковый элемент - 3 из деревянных реек 25x30 мм произвольной длины; ка­проновый шнур (мягкая проволока) - 4 диаметром 3 мм длиной 400 мм; полиэтиленовая пленка толщиной 150 микрон или нетканый укрывной материал (то и другое при двух­слойном покрытии) - 5 шириной 3200 мм и произвольной длины (на длину укрытия); бо­бина - 6 из двух реек сечением 25x50 мм, между которыми вставляется пленочное ограж­дение и которые скрепляются между собой гвоздями длиной 40-50 мм; металлический крючок - 7 из проволоки диаметром 5-6 мм и длиной 400-450 мм; ветровой шнур - 8 из капрона диаметром 3 мм длиной 2900 мм, привязанный к загибам крючков, на которые в целях сохранности пленки, натянут резиновый или полимерный шланг длиной 60-100 мм; деревянный колышек - 9 из рейки 30x30 мм или круглого сечения диаметром 30 мм для привязывания торцов светопрозрачного ограждения. Общее количество конструктивных элементов на укрытие площадью 12 м² приведено в таблице №1. В реальных условиях площадь может быть больше или меньше, т.к. все зависит от желания и потребностей овощевода.

Таблица 1

№ пози­ции на рис.1, 2, 3

Наименование конст­руктивного элемента

Потребное ко­личество на ук­рытие, шт.

Расход материалов

Ед.изм.

Количество

1.

Полимерные трубы

9

пог.метр

27

2.

Штыри из труб (арма­тура)

18

кг

23

3.

Коньковый элемент

1

пог.метр

7,52

4.

Вязальный капрон, шнур

9

пог.метр

3,6

5.

Полимерное огражде­ние (пленка)

1

м²

32

6.

Бобина

9

пог.метр

15

7.

Металлический крю­чок

16

кг

3,7

8.

Ветровой капроновый шпур

8

пог.метр

23,2

9.

Колышки 1 = 400 мм

2

пог.метр

0,8

10.

Теплоизоляц. бутылки

272

-

-

12.

Биотопливо

-

м²

6

14.

Бутылки вертикально­го теплопереноса

38

-

-

15.

Бутылки для аккуму­лирования тепла

84

-

-

-

Гвозди 1 =40-50 мм

30

-

Примечание: Бутылки приняты емкостью 2 литра, имеющие высоту 36,5 мм.

Строительство укрытия включает следующие операции:

1. Овощевод на выбранном месте, предварительно откопав траншею, заполнив ее теплоизоляционным слоем из пустых полимерных бутылок и имеющимся биотопливом и подготовив грядки из питательной смеси, размечает на шнурке укрытие и отме­чает на грунте места забивки металлических штырей.

2.  Забивает в грунт 4 крайних штыря по торцам укрытия и натягивает между ними по длине укрытия шнур, затем по шнуру погружает все оставшиеся штыри. Штыри по­гружаются в землю на глубину 25-30 см, а над уровнем грунта остается 10-15 см.

3.  На штыри надевают каркас из полимерных труб.

4. Отдельно стоящие трубы объединяются привязкой к ним конькового элемента. Привязка рейки осуществляется капроновым шнуром Ø 3 мм крест-накрест, длина шнура составляет 400 мм. В результате получается достаточно жесткий каркас, способный вос­принять практически все ветровые нагрузки.

5. На каркас натягивается светопрозрачное ограждение, заранее подготовленное. Готовое ограждение представляет собой полотнище полиэтиленовой, полиамидной или другой пленки, длина которой составляет длину укрытия плюс 2 торца по 1,25 метра; к пленке по длине прибиваются бобины с двух сторон, и полотнище наматывается на боби­ны к середине.

6.  Полотнище укладывается на конек укрытия и раскатывается к грунту на 2 сторо­ны, и закрепляется ветровыми шнурами и вдавленными в грунт крючьями в середине ка­ждого пролета.

7. Торцы пленочного полотнища собираются в «пучок» и привязываются к дере­вянным колышкам.

Выполнив указанные операции, можно считать укрытие готовым к эксплуатации. Следует отметить, что при однослойном ограждении, можно обойтись без бобин, ветрово­го шнура и крючков: с одной стороны закрепив полотнище валиком земли, а с рабочей стороны пригрузив его чем-нибудь тяжелым по длине.

Укрытие, как всякое неотапливаемое культивационное сооружение, нагревается за счет солнечной радиации, поступающей днем в сооружение. Однако, в ранневесенний пе­риод этого тепла недостаточно, как днем, так и особенно, ночью. Поздней весной и в на­чале лета утром температура в закрытом укрытии очень быстро поднимается выше + 40°С и мы вынуждены его вентилировать, т.к. оптимальная температура для растений днем должна быть + 22-24°С, ночью + 14-16°С, а для цветущих растений она не должна превы­шать + 36°С, т.к. пыльца при такой температуре стерилизуется. Ночью, в этот период, те-плопотери из укрытия снижают температуру в нем уже к середине ночи, и она становится близкой температуре окружающего воздуха, а в светлые безоблачные ночи, при полиэти­леновом покрытии, на 2-3°С ниже температуры воздуха. Таким образом, поднять темпера­туру для нормальной вегетации необходимо за счет других источников тепла. К таким ис­точникам в укрытии относятся биотопливо и бутылочные аккумуляторы тепла, заполнен­ные водой. Биотопливо укладывается в траншею. На дно траншеи одна к одной на длину укрытия укладываются пустые, герметично закрытые, по­лимерные бутылки или другие полимерные емкости без остатков продукта. Из практики герметизацию полимерной посуды (закрывать пробками) лучше всего при низ­ких температурах, т.к. заполнивший их холодный воздух при повышении окружающей температуры расширяется, и емкости становятся как бы предварительно напряженными и способны выдержать нагрузку от любой высоты биотоплива и грунта.  Полученная таким образом воздушная прослойка является теплоизолятором и частично снижает теплопотери в окружающий грунт. На пустые бутылки укладывается слой 70 мм: ветки, крупные сор­няки и другие аналогичные материалы, которые препятствуют засорению или кальмата-ции межбутылочного пространства, обеспечивая беспрепятственную фильтрацию влаги от вышележащих слоев биотоплива и растительного слоя. На этот слой укладывается био­топливо в рыхлом состоянии без уплотнения. В слой биотоплива устанавливаются полимерные бутылки, заполненные полностью водой и герметично закрытые. Необходимо, чтобы бутылки частично располагались в биотопливе, частично в питательном слое. Тогда при "горении" биомассы бутылки с водой будут выполнять роль подпочвенного обогрева за счет конвективного теплопереноса из тепличной биомассы в верхние более холодные слои корнеобитаемого слоя. В качестве биотоплива может ис­пользоваться конский и коровий подстилочный навоз; городской, только органический мусор; смеси: 70% коровьего + 30% опилок, 50% соломы + 35% коровьего навоза + 15% птичьего помета; растительные остатки: опавшие листья, трава, сорняки и пр. В смеси с бытовыми органическими отходами: отходы некоторых отраслей промышленности: лесо­перерабатывающей, мясоперерабатывающей, текстильной и др.

По данным Эдельштейна В.И. (1956 г.) при аэробном разложении биомассы темпе­ратура в ней за 4-5 дней повышается до + 55÷75⁰С, удерживается на таком уровне 10-14 дней, затем снижается за 40-50 дней до + 25÷38°С. Наиболее подходящая для «горения» биомассы ее естественная влажность 50-60%. Начинается «горение» биомассы при дости­жении в некоторых ее участках температуры + 10÷15°С. Для этих целей в старину в навоз укладывали подогретые камни или поливали его некоторые участки горячей водой. Это говорит о том, что траншею с биомассой под укрытие можно готовить поздней осенью или начале зимы. На оставленные на зимний период металлические штыри в начале вес­ны, еще при наличии снежного покрова, монтируется укрытие и начинается прогрев поч­вы. Следует отметить, что полимерные бутылки, заполненные водой и герметично закры­тые, при образовании в них льда не разрушатся и сохраняют герметичность. Целыми ос­танутся бутылки, которые установлены в биомассе и растительном слое, и те, которые уложены заполненной водой в междурядьях, на поверхности грунта, для аккумуляции те­пла от поступающей солнечной радиации (рис.2-3). Для сохранения тепла ранней весной или позднее на ночь укрытия дополнительно накрываются старыми половиками, ненуж­ными одеялами, ковриками из полиуретана или соломенными и камышовыми матами.

Таким образом, био-гелиоукрытие позволит следующее:

1.   Гарантировать выращивание овощей и рассады для открытого грунта, избежав капризов погоды.

2.  Получать внесезонные овощи на 4-5 недель раньше, чем из открытого грунта, а зеленные в конце апреля - начале мая.

3.  Урожайность огурца в укрытиях составит 11-12 кг/м, что значительно больше, чем в открытом грунте.

4. Утилизировать отходы металлических труб и арматуры, использовать б.у. по­лимерные трубы, применить использованные полимерные бутылки и другие подходящие пластмассовые емкости.

5. По окончании сезона получим высококачественное органическое удобрение из перепревшей биомассы, около 0, 5 м на 1 погонный метр укрытия.