Глава IV. Выращивание сеянцев в закрытом грунте

§ 1. Конструкции теплиц, типы и характеристика покрытий

Выращивание посадочного материала в закрытом грунте позволяет в 2-3 раза повысить грунтовую всхожесть лесных семян и уменьшить расход семенного материала, сократить почти в 2 раза срок выращивания стандартного посадочного материала, улучшить его качество и повысить выход. Для выращивания посадочного материала в закрытом грунте используют стационарные и переносные теплицы различных типов.

Существующие теплицы можно подразделить в зависимости от:

1) формы перекрытия крыши: односкатные, двухскатные, круглые, комбинированные;

2) вида несущих конструкций: однопролетные (оконные, ангарные, арочные) и многопролетные (рамочного, арочного и блочного типа);

3) материала несущих конструкций: деревянные, металлические, железобетонные, пластмассовые, комбинированные;

4) ограждающего материала: стеклянные, с покрытием из синтетических пленок или стеклопластика;

5) периода эксплуатации: зимние (используются круглый год) и весенне-летние (используются весной, летом, осенью);

6) способа обогрева: отапливаемые (воздухом, водой, паром, инфракрасными лучами или комбинированным способом) и неотапливаемые;

7) назначения: для овощеводства и цветоводства и для выращивания сеянцев, привитых саженцев и черенкования лесных пород;

8) характера микроклимата: с естественным микроклиматом, искусственным и комбинированным;

9) степени мобильности: передвижные (разборные, переносные, перевозные) и стационарные.

Кроме того, выделяют еще надувные или бескаркасные теплицы.

Малогабаритные передвижные теплицы - это такие теплицы, в которых работы по уходу за посевами и полив выполняют после снятия полиэтиленового покрытия. Один из типов таких теплиц - передвижной полиэтиленовый шалаш УПР-20 шириной 1,6 м, высотой 0,7 м и длиной секции 6 м. Пленка закреплена только в концах шалаша. Для проветривания заворачивают вверх боковую стенку. Изготовляют каркас из лоз ивы или из орешника или проволоки диаметром 5 мм. Форма малогабаритных теплиц может быть округлой (аркообразной) и треугольной.

Крупногабаритные передвижные теплицы тоже можно перемещать, но уход и полив в них проводят без снятия пленочного покрытия. Теплицы могут быть тоннельного типа (из отдельных полусферических дуг) из отдельных звеньев и секций. Оптимальные размеры (в м): высота 2,5, ширина - 6-7,5, длина - 36.

В Финляндии широко используют передвижные теплицы из отдельных взаимосвязанных звеньев размером (2-2,5) Х 7,5 X 44 м. Изготовляют эти теплицы из консервированной древесины и фанеры. После монтажа отдельных звеньев каркаса на него натягивают пленку толщиной 150 мм. Длительность эксплуатации теплиц (каркаса) - 10 лет. Недостатком передвижных теплиц является то, что малые их размеры и изогнутые поверхности затрудняют крепление пленки; на время подготовки гряд, посева и выкопки каркас приходится снимать, после установки каркаса все работы в теплицах выполняют вручную. Не совсем благоприятны в этих теплицах условия проветривания. Поэтому наиболее эффективны стационарные теплицы. Они тоже бывают разной конструкции.

Стационарные теплицы блочного типа состоят из отдельных блоков размером (2,2-4,1) Х 6 Х 48 м, 2,2 м - высота в карнизе, 4,1 м - в коньке. Перегородок между блоками нет. Крыша опирается на деревянные балки длиной 2 м, сечением 10 X 10 см, находящиеся друг от друга на расстоянии 3 X 6 м и прикрепленные к бетонным столбикам 20 X 20 см, закопанным на глубину 70 см. Стены и крыша состоят из рам определенного размера. В крыше устроены люки, которые открываются с помощью лебедки. Возможно и полотнообразное покрытие этих теплиц. В конусах теплицы и к стенкам пленку крепят с помощью дополнительных досок и реек. Нижний край пленки, помимо крепления, засыпают слоем земли 15-20 см.

Арочные теплицы, в отличие от блочных, имеют несущие конструкции в виде арок. Пленку в них крепят непосредственно к каркасу крыши без деревянных рам. Концевые стены теплицы изготовляют из деревянных рам, обтянутых пленкой. Отдельные полотна пленки для покрытия крыши сваривают. В такой теплице больше доступа света, она наиболее экономична.

Имеются еще теплицы с висячим перекрытием крыши, стационарные теплицы тоннельного типа с металлическим каркасом, теплицы из листов стекловолокна и полиэфирных смол, вертикальные теплицы конвейерного типа, теплицы с воздухоопорной оболочкой. Однако наиболее распространены в настоящее время стационарные теплицы арочного типа или полусферической формы с металлическим или деревянным каркасом и размером (в м): высотой 2-4, длиной 10-4, шириной 4-8.

Союзгипролесхозом в 1976 г. разработан проект "Типовых унифицированных секций теплиц площадью 500; 1000 и 1500 м² с полиэтиленовым покрытием" (№ 411-1-99). Область применения проекта - лесная зона европейской части СССР. Теплицы (табл. 25) стационарные, блочного типа, неотапливаемые, с покрытием из полиэтиленовой пленки. Ширина блока 6 м, длина 42 м, высота 2,5 м. Предназначены для выращивания посадочного материала основных лесообразующих пород: ели обыкновенной, сосны обыкновенной, лиственницы сибирской. Технологией выращивания посадочного материала в теплицах предусмотрено применение машин и механизмов, агрегатируемых с самоходным шасси Т-16М и трактором МТЗ-82 со снятой кабиной, автоматическое регулирование микроклимата (температуры воздуха и влажности), смешанная вентиляция (с естественным и механическим побуждением). Теплицы рассчитаны на 150-160 рабочих дней в году, неотапливаемые.

Таблица 25. Технико-экономические показатели теплиц (по проекту 411-1-99)

(Примечание. I тип - площадь 500 м², II - 1000 м², III - 1500 м².)

Унифицированные секции теплиц представляют собой прямоугольники с размерами в осях 12 X 42 м, 24 X 42 м и 36 X 42 м. Минимальная высота до низа выступающих конструкций от уровня грунта 2,5 м. В торцах теплицы предусмотрены распашные деревянные ворота, обтянутые пленкой. В проекте разработаны теплицы со сборным деревянным каркасом из древесины хвойных пород. Жесткость и устойчивость каркаса из стоек и ферм обеспечива-ется прогонами, подкосами и ветровыми связями, а также жестким защемлением всех стоек в основании.

Боковое и кровельное ограждение теплицы выполняют из съемной полиэтиленовой пленки толщиной 0,15-0,2 мм, которую крепят к несущим конструкциям каркаса металлическими шпросами. Торцовое ограждение - на фронтонах и воротах - тоже из пленки, но с постоянным креплением ее. Фундаменты теплиц бетонные.

Покрытие теплиц полиэтиленовой пленкой (ГОСТ 10354-73) осуществляют сплошным по длине полотнищем пленки шириной 3 м для бокового ограждения и 4 м для ограждения кровли. Закрепляют пленку следующим образом. На металлический шпрос, закрепленный на несущих элементах каркаса, накладывают края полотнищ пленки. Клинящим элементом края полотнищ вдавливают в полость шпроса. Клинящий элемент представляет собой резиновый шнур круглого сечения диаметром 10 мм. Такое устройство крепления пленки позволяет надежно стыковать ее полотнища без применения сварки и склейки. Демонтируют крепление пленки путем выдергивания из шпроса клинящего элемента. Ослабленная в период эксплуатации пленка может быть напряжена путем подтягивания шпроса и деревянного бруса цепью диаметром 5 мм с шагом 20 мм и закрепления цепи на металлическом крюке.

В теплицах обеспечивается смешанная вентиляция (с естественным и механическим побуждением). В средней части каждого блока устанавливают осевой вентилятор № 5 для создания механического побуждения. Полив осуществляется дождевальной системой по заданной программе. Поливная система состоит из магистрального трубопровода и оросителей. Полив производится через форсунки мелкого распыла.

В теплице возможно также автоматическое поддержание температурного режима и регулирование его с помощью вентиляторов и дверей, поддержание влажностного режима, имеется сигнализация о повышении или понижении температуры в теплице. Температура воздуха поддерживается с помощью двух датчиков ТР1 и ТР2. При повышении температуры воздуха в теплице выше допустимого предела срабатывает датчик ТР-1 и включается звуковая сигнализация. Для понижения температуры в этом случае надо открыть двери и включить вентиляторы. При понижении температуры воздуха в теплице ниже заданного предела срабатывает датчик ТР-2 и тоже включается сигнализация. Для повышения температуры достаточно закрыть двери и выключить вентилятор. Поддержание необходимой влажности в теплице происходит с помощью регулятора влажности типа СПР-104, установленного на шкафу управления, и датчика ДВ, установленного непосредственно в теплице.

Для полива в теплицах установлены соленоидные вентили, управление которыми осуществляется автоматически и ручным способом. В автоматическом режиме при понижении влажности в теплице ниже заданного уровня срабатывает датчик влажности и подается команда на открывание соленоидного вентиля. Воздух в теплице увлажняется до заданных параметров, а затем подается команда на закрытие вентиля. В ручном режиме управление работой вентилей производится с помощью кнопок управления, расположенных у вентилей.

Для покрытия теплиц применяют следующие виды синтетических пленок.

Полиэтиленовая пленка подразделяется на пленку высокого и низкого давления, или малой и большой плотности. Пленка высокого давления мягче, менее теплостойка, но более эластична. В настоящее время для необогреваемых теплиц используют пленку низкой плотности. Пленка прозрачная, несколько матовая. Прочность на разрыв при температуре +50 °С - 0,06 - 0,08 Па, а при -50 °С - 0,3 - 0,4 Па.

Полиэтиленовая пленка эластична и морозоустойчива, свою эластичность она не теряет даже при температуре -60 °С. Однако в процессе эксплуатации под воздействием ультрафиолетовых лучей и высокой температуры за 1,5-2 месяца прочность ее резко снижается, и пленка начинает крошиться уже при температуре -2...-5 °С. Толщина пленки 125 мк, ширина 240 см, масса 1 м² 130-140 г. Толщина пленки может варьировать от 50 до 200 мк, максимальная ширина полотна 280-290 см. Гигроскопичность пленки нулевая, паропроницаемость 1,6 кг/м² в 1 ч. Пленка устойчива к концентрированным минеральным кислотам, окислителям и восстановителям, в нормальных условиях на нее не влияют растворители, но она набухает и теряет механическую прочность при длительном воздействии жиров и масел. Пленка устойчива к воздействию плесневелых грибков, не имеет запаха, не ядовита, задерживает кислород и углекислый газ.

Светопрозрачность пленки примерно такая же, как и у стекла, а прозрачность для ультрафиолетовых и инфракрасных лучей (80%) - лучше. За 3-4 месяца эксплуатации прозрачность полиэтиленовой пленки снижается на 15-20%. Пленка хорошо пропускает накопленное в теплице тепло. Для лучшей теплоизоляции теплицы рекомендуется двухслойное покрытие с воздушной прослойкой между поверхностями пленки. Полиэтиленовая пленка легко и прочно соединяется способом термической сварки.

Под воздействием атмосферных условий она практически не меняет размеров, поэтому и применяется в конструкции необогреваемых теплиц. На стенах теплицы полиэтиленовая пленка служит 1,5-2 сезона. Основные места разрыва - по линиям сгиба (в том числе и при скатывании) и в кровле (от вибрации на ветру).

Полиамидная пленка ПК-4 бесцветна, более прочна по сравнению с другими пленками. В нормальных условиях прочность пленки поперек полотнища - 0,8 Па, вдоль - 0,24-0,22 Па, толщина 50-120 мк, ширина 100 - 130 см, масса 1 м² 60-80 г, длина в рулоне 300-400 м. Склеивается клеем "ПК-5", насыщенным раствором фенола, или сваривается током высокой частоты.

По сравнению со стеклом лучше пропускает ультрафиолетовые, хуже (25-30 %) - инфракрасные лучи. Устойчива к действию жирных кислот, жиров, масел, кетонов, спиртов, эфира, бензина, керосина. Гигроскопичность при относительной влажности воздуха 80% равна 4,47%, паропроницаемость - 5,3 г/м² в сутки, водопоглощаемость 12 %. Пленка водо- и газопроницаема, но растворяется в кислотах и щелочах. Ядовита и набухает в условиях влажного воздуха. При этом длина меняется на 10-15%, ширина - 3-8%. Немного повышенная влажность воздуха, наоборот, повышает ее эластичность, в результате пленка изнашивается медленнее. При охлаждении и сильном увлажнении пленка прогибается, образуя "мешки", где скапливается вода. Из-за набухания и изменения размеров пленка пригодна только для покрытий более простых конструкций, где ее прикрепляют к подвижной рейке. Угол покрытия крыши не менее 35°. Пленка сохраняет прочность лишь в течение одного сезона, в жаркие дни лета могут образоваться разрывы вдоль полотна. Но при низких температурах зимой и осенью прочность повышается, и теплица, покрытая осенью, может простоять без повреждений до весны.

Полихлорвиниловая пленка В-118 - прозрачная стабилизированная. Толщина ее 100 мк и более, удельный вес 1,3-1,35. Водонепроницаема, паропроницаемость в зависимости от толщины - 3,11 г/м² в сутки. Можно применять при температурах от -25 до +50 °С. Пленка не теряет прочности, легко окрашивается в любой цвет. Масса 1 м² 130-140 г. Прочность на разрыв одинакова как вдоль, так и поперек полотнища и составляет: при температуре от +18 до +22 °С -0,2 Па, при +50 °С - 0,07 Па, при -25°С - 0,4 Па, а при -50 °С - 0,5 Па.

Для покрытия теплиц применяют еще полиэфирную пленку (из полиэфирных смол с использованием стекловолокна), армированную полиамидно-капроновую пленку (нейлоновая пленка с запрессованной капроновой сеткой), рулонный стеклопластик (из стекловолокнистой ткани и эпоксидных смол), пластмассовую сетку (из прозрачной и черной полиэтиленовой пленки), полиэфирные листы, армированные стекловолокном. Некоторые из этих покрытий могут служить от 3 до 5-7 лет. Срок эксплуатации стабилизированной полиэтиленовой пленки - 12-18 месяцев, поливинилхлоридной - 18-24, полиэфирной - 36 месяцев. Полиэтиленовая пленка, покрывающая теплицу в 2 слоя с воздушной прослойкой между ними, служит 2 года.