Выращивание овощных культур

§ 45. Выращивание овощных культур

Овощные культуры выращивают, используя рассадный и безрассадный способы посадки и посева.

Рассада — это молодые растения, выращенные из семян, с семядолями и первыми настоящими развитыми листьями (у капусты — 3 листа, у огурца — 3-5 листьев, у томата — 5-7 листьев) (рис. 146).

Рис. 146. Рассада овощных растений: а — огурец; б — томат; в — капуста (1 — скороспелая, 2 — среднеспелая, 3 — позднеспелая)

Рассадный способ возделывания позволяет получить урожай в более ранние сроки. Это очень важно, так как в средней полосе России лето короткое. Рассадным способом у нас выращивают томат, перец, баклажан, огурец, капусту. Рассаду выращивают заранее, в защищенном грунте (в теплицах, парниках, укрытиях), а затем высаживают на постоянное место в открытый или защищенный грунт.

Безрассадный способ — выращивание овощей путем посева семян в открытом грунте.

Семена овощных культур высевают широкорядным и рядовым способами (рис. 147).

Рис. 147. Схема способов посева семян и посадки сельскохозяйственных растений (размеры даны в сантиметрах): а — широкорядный; б — ленточный; в — рядовой; г — пунктирный; д — перекрестный; е — узкорядный; ж — гнездовой; з — квадратно-гнездовой

При широкорядном способе посева могут делать ленты (гряды) разной ширины (40-100 см). На широкой гряде (ленте) намечают несколько рядов (строк). В этом случае говорят, что семена высевают многострочными лентами. Строк в одной ленте может быть две и более. Расстояние между строками зависит от биологических особенностей растения. Ширина между отдельными лентами — 45-50 см (рис. 147, б).

При рядовом способе семена высевают рядами, расположенными на одинаковом расстоянии (12-26 см) друг от друга (рис. 147, в).

Кроме рассмотренных, при выращивании овощей применяют пунктирный (сахарная свёкла, бобовые), перекрестный (зерновые), гнездовой (земляника) и квадратно-гнездовой (кукуруза) способы посева семян (см. рис. 147).

Независимо от способа посадки растения выращивают с учетом площади питания. Площадь питания определяется количеством растения на 1 квадратном метре.

Выращивание однолетних овощных культур

К однолетним зеленным культурам относятся укроп, фенхель, кориандр, базилик, кресс-салат, шпинат, анис и некоторые другие растения. Семена этих растений высаживают в открытый грунт (на участок). Лучшие предшественники для этих растений — томаты, огурцы, корнеплоды, чистый пар.

Предшествующие культуры (предшественники) — культуры, которые возделывались на данном участке в предыдущий год.

Чистый пар — участок земли, на котором в течение года (или нескольких лет) не выращивали сельскохозяйственные растения. Обычно говорят, что такое поле «паровало» (отдыхало).

Семена однолетних зеленных культур мелкие, поэтому их сажают неглубоко, на 1-4 см. Участок, где высевают зеленные культуры, нужно полностью освободить от сорняков и удобрить, так как эти растения требовательны к плодородию почвы.

Базилик — теплолюбивая зеленная культура. Его семена прорастают при температуре не ниже 15 °С. Семена высевают рядовым способом (см. рис. 147, в). Ширина междурядий — 26 см, глубина заделки семян — 1,0-1,5 см. Срок посева — середина мая.

Кресс-салат — холодостойкое растение. Сеют семена кресс-салата в конце апреля. Посев ленточный, двух-трехстрочный (см. рис. 147, б). Расстояние между лентами — 50 см, между строками — 20-30 см. Глубина заделки семян — 1 см.

Кориандр — холодостойкое растение, семена которого прорастают при температуре 4-6 °С. Посев семян кориандра проводят в середине апреля. Способ посева — широкорядный (рис. 147, а). Ширина междурядий — 45 см. Для получения зелени можно сеять однорядным способом с шириной между рядами 20 см. Семена заделывают на глубину 1-4 см, в зависимости от типа почвы. Посевы можно проводить до середины лета через каждые 2-3 недели.

Укроп — холодостойкое растение. Семена укропа прорастают при температуре 3 °С. Посев начинают ранней весной на участках, которые быстро освобождаются от снега и хорошо прогреваются солнцем. Семена высевают ленточным широкорядным способом с 2-5 строчками или рядовым. Ширина между строками — 15-20 см. Глубина заделки семян — 1,5-2 см. Если перед посевом семена укропа замочить, то выходы появятся на 5-7 дней раньше. Укроп можно высевать под зиму — в ноябре, на поверхность подготовленной почвы без заделки семян. После посева поверхность почвы с семенами мульчируют слоем 2-3 см.

Шпинат — холодостойкое растение. Семена прорастают при температуре 3-4 °С. Посевы можно проводить весной — в апреле, летом — в конце июля или начале августа и под зиму — в конце октября.

Семена шпината высевают многострочными лентами. Ширина между строками — 20 см, а между лентами — 50 см. Глубина заделки семян — 2-4 см. Перед посевом семена замачивают в воде в течение 1-2 суток для того, чтобы они набухли. Воду, в которой замачиваются семена, необходимо менять через 8-10 часов.

Практическая работа № 46
Прополка и прореживание всходов овощных растений

Вам потребуются: мотыга, бумага для гербария, карандаши, ручки, тетрадь, рабочие перчатки, вода, мыло, полотенце.

Правила безопасной работы

  1. В промежутках работы с мотыгой выносите ее на дорожку и кладите острием вниз.
  2. Не становитесь на колени во время ручного прореживания растений.
  3. После работы очистите инструменты от прилипшей почвы, приведите в порядок одежду и вымойте руки с мылом.

Порядок выполнения работы

Задание 1. Изучение всходов овощных культур.

  1. Изучите строение всходов моркови, столовой свёклы, репы, редьки, редиса, огурца, зернобобовых и других культур.
  2. Сделайте в тетради схематические рисунки способов их посева.
  3. Определите и запишите фазы развития всходов.
  4. Запишите расстояние между растениями до и после прореживания.
  5. Возьмите несколько растений каждого вида и проложите их бумагой для изготовления гербария.

Задание 2. Прополка всходов овощных культур.

  1. Вручную освободите от сорняков участки внутри ряда и в защитной полосе. Ширина защитной полосы — 20 см (по 10 см от ряда в стороны междурядий).
  2. Прополите и разрыхлите междурядья мотыгой.
  3. Сорную траву вынесите за пределы участка.

Задание 3. Прореживание всходов овощных культур.

Выполните прореживание всходов овощных растений:

моркови — на 3-5 см;
свёклы столовой — на 5-8 см;
редиса — на 3 см.
огурцов — на 8-15 см (в зависимости от сорта);
фасоли — на 15-20 см.

Новые понятия

Рассада, рассадный и безрассадный способы посадки, широкорядный и рядовой способы посева, однолетние зеленные культуры, предшествующие культуры, чистый пар, открытый грунт, мульчирование.

Технологическая схема выращивания овощей

С середины XIX века наука задалась вопросом о том, что необходимо сделать человеку для хорошего урожая на полях. К середине XX века стремление ответить на этот вопрос выросло в целое направление науки – программирование урожаев.

1.1. Программирование урожаев

Учёные ставили перед собой цели выявить факторы, влияющие на урожайность культур, увязать эти факторы с урожайность законами, формулами, найти необходимые коэффициенты для того, чтобы понимать: что, в каких количествах надо дать растению, чтобы оно дало тот или иной хозяйственно-полезный урожай.

Для растений было выявлено следующие основные факторы, без учёта которых невозможно управлять развитием и плодоношением растений: солнечная радиация, углекислый газ, температура, влагообеспечение вместе с питательными веществами.

Безусловно, не была найдена единая формула, соединяющая все эти факторы для всех растений. И до сих пор все существующие формулы имеют чисто эмпирические коэффициенты, никак не связанные с агрохимией и агрофизикой процессов. За этими коэффициентами прячутся индивидуальные свойства сортов (и гибридов) растений, качество использования агротехники и агротехнологии, перекрёстное влияние разных факторов друг на друга.

Тем не менее, эти наработки, полученные более чем за полтора столетия, дают возможность формировать модели выращивания растений. Причём моделей разной степени сложности и разного назначения. Естественно, чем сложнее модель, тем сложнее её настроить, подобрать все необходимые для её работы параметры и граничные условия. Чем проще модель, тем больше вероятность пропустить тот или иной эффект, который в конечном итоге приведёт к значительному изменению результата моделирования.

Использование законов программирования урожая в открытом грунте, кажется, не всегда оправдано и несёт достаточную точность в расчётах. Это происходит из-за того, что при выращивании в открытом грунте человек практически не может влиять на такие ключевые факторы развития растений, как падающая солнечная радиация, окружающее растение тепло, обеспечение водой, углекислым газом и минеральными веществами. Всё, на что способен агротехнолог открытого грунта, так это помочь доставить растению минеральные вещества в виде удобрений, да уменьшить влияние сорняков и паразитов. Искусство агронома подчас граничит с искусство оракулов: надо понять, когда сеять, чтобы не прихватило заморозками, когда вносить удобрения, чтобы не смыло дождём, нужны ли в этом году гербициды и какие лучше подойдут для этого сезона, когда лучше снимать урожай, чтобы он оказался больше, но не сгнил и не замёрз, не оказался под снегом.

Возможности агротехнолога защищённого грунта значительно выше. Интенсивные технологии, применяемые в современные тепличном хозяйстве, позволяют поддерживать требуемый тепловой режим, обеспечивать растения необходимым количеством питательных веществ, влаги и нужной концентрацией углекислого газа. Развитие светотехники практически заменяет солнечную радиацию и обеспечивает любой необходимый её уровень вне зависимости от времени года или широты выращивания растений.

При таких возможностях не использовать принципы программирования урожаев можно считать технологическим недостатком. Моделирование выращивания тепличных растений ставит перед собой не только цели формирования производственной программы, определения объёма необходимых ресурсов для её достижения, оценки экономического эффекта от её реализации. Моделирование даёт возможность безболезненно для текущих производственных процессов формировать различные сценарии выполнения производственной программы, как с точки зрения её реализуемости, так и с точки зрения её финансовых результатов. Текущий мониторинг выполнения созданной модели производственной программы позволяет своевременно реагировать на текущие изменения с целью предотвращения негативных последствий. Математическая модель производственной программы таким образом становится вполне удобным видом «дорожной карты» развития бизнеса как на этапе формирования инвестиционных программ, так и при текущей операционной деятельности, показывая границы, внутри которых возможно успешное развитие.

1.2. Инструментарий для моделирования

При моделировании одним из ключевых факторов является инструментарий моделирования и его возможности. В качестве общедоступного инструментария для формирования математической модели выращивания тепличных овощей и зелени выбран Microsoft Excel 2013.Microsoft Excel 2013

За последние десятилетия Excel стал общедоступным средством, с помощью которого производят расчёты, хранят цифровую информацию, формируют отчётность. Excel выступает как самый гибкий из имеющихся программных средств, для пользования которым не надо получать специальное образование в области программирования.

Другие программные средства математического моделирования либо носят более специальный характер, настроенный на определённую предметную область, либо не имеют столь широкого распространения.

1.3. Основные ограничения Microsoft Excel

Файл Excel имеет страничную структуру, каждая из страниц представляет собой двумерную таблицу или матрицу ячеек. Любая из ячеек может содержать как значения, так и формулы, которые опираются на значения других ячеек данного листа, другого листа этого файла или ячейку определённого листа другого файла Excel.

В связи с этим построение трёхмерных математических моделей на Excel становится довольно-таки сложным занятием.

Общим параметром как для производственного, так и для финансово-экономического планирования является время. Поэтому модель выстраивается по этому основному динамическому параметру времени.

Для листов Microsoft Excel есть ограничение по максимальному количеству ячеек на одном листе. На листе Excel может разместиться в длину не более 16 384 ячеек, а в высоту – не более1 048 576. Если размещать вектор временив горизонтальном направлении, то на листе поместиться порядка 44 лет плана, разбитого по календарным дням.

Существует несколько форматов (типов) файлов Excel. Для целей математического моделирования наиболее подходит двоичная книга Excel или бинарный формат файла с расширением .xlsb. Этот формат файла имеет практически важные преимущества перед обычным файлом Excel с расширением .xlsx.

Если взять бинарный (двоичный) файл Excel размером 113 683 кБ и сохранить его в обычном формате .xlsx, то его объём увеличится почти на 24%. Такой бинарный файл открывается в течении 5 минут, а его полная копия формата .xlsx – уже 9 с половиной минуты. Закрытие бинарного файла происходит тоже почти в два раза быстрее – за 25 сек, по сравнению с форматом .xlsx.

Сравнение форматов Excel 2013

Безусловно, на разных по вычислительной мощности компьютерах получаются разные результаты. Большие, сложные, насыщенные расчётами файлы требуют высокую скорость процессоров, большой объём оперативной памяти. Установка твердотельных накопителей (SSD) вместо жёстких дисков (HDD) увеличивает скорость работы со сложными файлами моделей.

Для работы с такими файлами существенным является:

  • Время открытия файла,
  • Время сохранения файла,
  • Время принудительного расчёта файла,
  • Время изменения структуры файла (добавления или удаления строк, листов).

Excel позволяет пользоваться двумя режимами расчётов: автоматическим и ручным. При автоматическом расчёте любые изменения как в ячейках, так и в структуре файла приводит ка запуску пересчёта значений ячеек, содержащих формулы. Большой файл со сложными расчётами и ссылками в автоматическом режиме расчётов требует значительного времени на расчёты. Иногда это время исчисляется десятками секунд или даже минутами. Поэтому автоматический режим расчёта для таких файлов использовать крайне неудобно. В этих случаях расчёты переводят в ручной режим, который позволяет быстро изменять содержимое ячеек или структуру листа, файла Excel, а затем производить расчёты.

Расчётные ячейки листа Excel могут содержать довольно-таки сложные формулы с десятками параметров. Для работы с такими файлами математическая модель должна содержать в себе элементы проверки как результатов вычислений, так и правильности формирования формул.

Корректность формул для любого временного периода достигается тем, что формулы, содержащиеся в ячейках, относящихся к одному временному периоду, копируются, охватывая другие временные периоды.

Высокая гибкость построения модели при использовании Excel имеет обратную сторону медали. При заполнении формулами большого массива ячеек на листе Excel практически невозможно контролировать заполнение ячеек нужными, правильными формулами. Для того, чтобы удостовериться в их правильности необходимо оказаться внутри каждой из проверяемых ячеек. Excel имеет ещё одну не очень приятную функцию. Он не хранит историю. То есть после сохранения файла нельзя откатиться назад на некоторое количество изменений.

Практически это приводит к тому, что внутри однотипных — по сути моделируемых процессов – ячеек могут оказаться различные формулы. И, кромке формул, параметры модели. Внешне определить в какой ячейке листа Excel находится параметр, влияющий на расчёты, невозможно.

Поэтому технологии работы с большими и сложными файлами Excel требуют от разработчиков принудительное выделение исходных показателей на специально выделенных листах.

При этом книга Excel разделяется на листы, которые содержат только исходные данные – параметры создаваемой модели, и расчётные листы, которые содержат только формулы и ссылки на исходные параметры модели.

Исходные параметры модели могут иметь вид как массивов, так и единичных значений (скалярный вид). Так, например, дата начала работы описываемого моделью процесса – величина скалярная – вполне конкретная единичная дата. А архив суточных температур – вектор или массив, в котором могут содержатся данные по уличным температурам в определённом месте. Причём такие данные как по максимальным, так и по средним и минимальным дневным температурам. Часто эти данные можно получить с точностью до одного дня или даже до нескольких часов или минут. Другое дело, что для моделирования с шагом в один календарный день минутная или часовая точность совсем не нужна. Но для разных территорий источник информации – разный, и он может иметь такую высокую точность, которую надо обрабатывать, приводя её к дневному шагу.

Excel имеет табличную структуру, из которой формируются листы, входящие в книгу (файл) Excel. Каждая ячейка имеет конкретный адрес: лист, номер (буква) колонки и номер строки расположения ячейки. Все связи и ссылки идут на место расположения ячеек. Это приводит к жёсткому структурированию нахождения данных в Excel. Любая ошибка, при неправильном обращении к адресу ячейки, приводит к ошибке в расчётах.

Изменение структуры листа Excel меняют адреса ячеек. Мало того, что сложносочинённый лист требует значительного времени на добавление, удаление и перенос колонок или строк, ряд формул, работающих с ссылками, не отслеживают такие изменения в адресах ячеек.

Новые версии Microsoft Excel как правило исправляют ошибки предыдущих версий, работают быстрее, но, как правило, требуют за это бОльших ресурсов. И, если новые версии Excel могут работать с файлами, созданными на старых версиях этой программы, то новые версии файлов старые программы Excel даже не открывают. Можно, конечно же конвертировать новые версии в старые для дальнейшей работы на старых программах, но в случае со сложными и большими файлами Excel нет гарантии, что такая конвертация пройдёт успешно.

Такая жёсткая структура листов Excel предполагает знание пользователем данного сложного файла его структуры. К сожалению, книги (файлы) Excel не предполагают тщательного документирования, т.е. описания их структуры и мест расположения информации или расчётов того или иного назначения. Часто это приводит к значительным трудностям при пользовании сложным файлом сторонним пользователем. Некоторые свойства и инструменты Excel позволяют наглядно структурировать таблицы. К таким инструментам относятся, например, многоуровневое группирование колонок и столбцов.

Нельзя так же не сказать об определённых требованиях к компьютерной грамотности пользователей сложных книг Excel. Первое из этих требований – аккуратное отношение к первоисточнику – исходному файлу Excel. Если есть желание внести изменения в математическую модель, сформированную на инструментарии Excel, то в первую очередь надо скопировать исходный файл и делать все изменения с полученной копией, а не с оригиналом. Выше уже подчёркивалось, что сам Excel не поддерживает последовательность изменений файла. После сохранения файла уже нельзя «откатиться» назад к предыдущей версии файла. Поэтому корректному пользователю всегда необходимо фиксировать новые версии модели в новом файле Excel с новым именем (или новым месторасположением).

Второе квалификационное требование связано с возможным желанием менять формулы в ячейках. Естественно, не зная формул, невозможно не только получить требуемый результат, но и даже разобраться в уже сформированных в первоисточнике формулах. Кроме того, надо всегда проверять: есть ли ссылки на значения, полученные после расчётов в данной ячейке, при расчётах в других ячейках данного листа или данной книги Excel.

1.4. Особенности моделирования на Excel

Ограничения Excel, как любого инструментария, заставляют пользователя применять те или иные технологии при формировании математических моделей на Excel. Особенности использования Excel следуют из ограничений этого продукта.

Следующие рекомендации помогут работать со сложными файлами Excel.

  1. В книге Excel необходимо выделить отдельные листы, на которых будут находиться только исходные данные. В расчётных листах не должно быть иных констант, кроме как параметров из листов с исходными данными. Среди листов с исходными данными удобнее выбелить лист со скалярными – одиночными – параметрами модели и лист (листы) с массивами однотипных исходных (векторных) данных.
  2. Все расчётные листы модели развёрнуты по одному и тому же основному параметру. Часто для планов (и отчётов) этим параметром является время. Как правило, по горизонтали листа Excel разворачивается время, а по вертикали – остальные расчётные показатели модели.
  3. Для цели уменьшения количества ошибок в соседних (по времени) колонках, формулы в ячейках формируются так, чтобы можно было получить содержимое формул для соседних (по времени) ячеек строки простым копированием ячеек.
  4. Внутренний алгоритм расчёта значений ячеек листа Excel производит расчёты слева направо и сверху вниз. Это значит, что первой будет рассчитываться верхняя левая ячейка. Кроме того, внутренний алгоритм расчёта Excel отслеживает зависимости в результатах расчёта между ячейками. Так, первыми будут рассчитываться те ячейки, которые зависят только от констант – ячеек, в которых нет формул. Затем те ячейки, которые используют константы и уже рассчитанные ячейки и так далее.
  5. В этом плане опасны так называемые рекурсивные или циклические ссылки. Циклические ссылки появляются при «замыкании» последовательности расчётов, когда цепочка расчётов начинается не с константы(констант), а с ячейки, которая сама находится в цепочке расчётов и не содержит константу. Неприятности от циклических ссылок две.
    Первая — Excel даёт первую (по его мнению) ячейку, которая входит в кольцо расчётов. Но, как известно, в кольце «нет начала, нет конца», поэтому для того чтобы найти ошибку и разорвать кольцо расчётов, надо пройти по всей расчётной цепочке.
    Вторая неприятность заключается в том, что результаты вычислений при наличии в книге Excel циклических ссылок может быть буквально любыми. Excel, наткнувшись на такую ссылку останавливает делать расчёты по всей книге, и какую часть книги он уже пересчитал, а какую нет – непонятно. Поэтому результатам расчётов в книге Excel, содержащей циклические ссылки доверять ни в коем случае нельзя. К сожалению, случайная ошибка при программировании или пользовании Excel может привести к появлению циклических ссылок.
  6. Не смотря на высокую гибкость Excel и его широкие возможности, всё-таки существуют программные ограничения на вложенность ряда функций Excel. Кроме того, сложные формулы, содержащие десятки ссылок на другие ячейки и функции сложны как для контроля за правильностью вычислений, так и для отражения физического, экономического или финансового смыслов. В таком случае, лучше сделать несколько промежуточных результатов вычислений, которые имеют определённый для формируемой модели смысл, чем пытаться всё свести к «одной формуле» в одной ячейке.
  7. Разбиение на длинных формул на короткие с результатами, имеющими определённый смысл для модели, имеет обратную сторону – лист покрывается б?льшим количеством строк с ячейками, заполненными формулами. При больших и сложных книгах Excel требует от пользователя время в том случае, когда требуется удалить или вставить ячейки, колонки, строки. В это время он пытается корректно поменять ссылки в тех ячейках, которые ссылаются на строки или колонки с изменяемым адресом. С одной стороны, корректировка структуры листа требует существенного времени (до нескольких минут), с другой стороны – при этом возможны ошибки, так как некоторые функции требуют дополнительных усилий при программировании, более сложных формул для того, чтобы относительно спокойно и безошибочно пережить изменение структуры листа книги Excel.

2. Ресурсы для планирования выращивания тепличных овощей

Промышленное растениеводство делится на растениеводство открытого грунта и закрытого грунта.

В открытом грунте невозможно регулировать температуру выращивания, сложно защищаться от избытка влаги. Да и необходимый для растений полив не всегда можно обеспечить. Размер солнечной радиации определяется в основном широтою местности и облачностью. Перенести поле южнее – невозможно, а если и разгонять облака, то себестоимость продукции с полей станет дороже золота.

В отличии от открытого грунта выращивание растений в теплицах позволяет регулировать и температуру, и влажность и поливом, и фотосинтетическую радиацию, необходимую для развития растений. Правда, всё это можно сделать на ограниченных площадях. А создание современного тепличного комплекса требует немалого объёма инвестиций.

Поэтому выращивание в закрытом грунте идёт по интенсивному пути, пытаясь получить больший урожай с меньших площадей. В отличии от открытого грунта, где до настоящего времени есть возможность двигаться по пути экстенсивного развития – распахивая целинные степи.

Интенсивные технологии защищённого грунта решают две основные задачи.

Первая – защита выращиваемых культур от неблагоприятного влияния климатических и погодных факторов: ветра, мороза, снега, града, избыточных дождя и солнца.

Второй задачей является предоставление тем же культурам наиболее благоприятных для их развития и плодоношения температурных, влажностных показателей, уровня освещения и питания.

И основным ресурсом, позволяющим выращивание растений по этим интенсивным технологиям, в случае растениеводства защищённого грунта будет площадь этого защищённого грунта. Ограниченность этого ресурса – тоже налицо: увеличение площади защищённого грунта связно со значительными инвестиционными вложениями.

Другими ресурсами выращивания культур в защищённом грунте являются поддержание температурного режима, режима освещения, питания растений.

3. Площади выращивания

Тепличные комплексы в настоящее время являются носителями современных технологий защищённого грунта. Первым показателем, характеризующим каждый тепличный, является площадь защищённого грунта. Именно он в первую очередь попадает в статистику и сообщения СМИ.

Вторым показателем — культура выращивания: цветы, ягоды, овощи, рассада. Третий показатель, который ещё советское время был определяющим для характера выращиваний и применяемых технологий, сезонность выращивания.

По величине площадь закрытого грунта для одной и той же теплицы имеет два значения: общая площадь закрытого грунта и полезная площадь закрытого грунта. Общая площадь включает в себя как полезную площадь, где высаживаются и растут культуры и вспомогательную (служебную) площадь, предназначенную для размещения оборудования, проезда транспорта, перевозящего рассаду и готовую продукцию.

Общая площадь ограничивается так называемым «холодным домиком» строением из специальных металлоконструкций, которое покрывается светопропускаемым материалом. К числу широко используемых таких материалов относятся стекло, плёнка. Реже используется сотовый поликарбонат. В промышленных теплицах используются специальные сорта прочной, плёнки, устойчивой к морозу и ультрафиолетовому излучению солнца. Иногда плёнку надо менять через 3-4 сезона, но это бывает редко.

Стекло в этом плане функционирует дольше 5-7 и более лет. В последнее время всё чаще начинают использовать специальное тепличное стекло, которое с одной стороны задерживает инфракрасные лучи от нагревшейся земли, а с другой рассеивает солнечный свет, создавая тем самым более благоприятные условия для воздействия солнечной радиации на растения.

Сотовый поликарбонат, не смотря на свои преимущества по удобству монтажа и весу пока не стал широко распространённым материалом для покрытия теплиц. Одной из причин является его быстрое загрязнение, которое впоследствии очень сложно удалять.

Металлоконструкции «холодного домика» для каждого вида покрытия свои: стекло тяжелее сотового поликарбоната, а сотовый поликарбонат тяжелее плёнки. Плёнка фиксируется «чулком» таким образом, чтобы образовалась воздушная прослойка между слоями плёнки. Поэтому физическая нагрузка на металлоконструкции при разном покрытии разная. Металлоконструкции стеклянной теплицы несут большие нагрузки, чем аналогичные плёночные. Кроме того, металлоконструкции «домика» рассчитываются на ветровые и снеговые нагрузки, на интенсивность дождей и холодов в том или ином регионе строительства теплиц.

Культура, которая планируется к выращиванию в теплице, тоже влияет на физические нагрузки, прилагаемые к «холодному домику». Рассада, цветы, салаты, ягоды и зеленные выращиваются на стеллажах, а побеги овощи крепят металлоконструкциям – подвешивают в теплице, поэтому нагрузка на «холодный домик» теплицы, в которой выращиваются овощи, намного больше нагрузок на конструкции теплицы при выращивании других культур.

В последнее время из-за развития интенсивных технологий характер выращивания как характеристика теплицы становится всё менее востребованным. В советское время теплицы делились на осенне-зимние и весенние. Основной разницей между ними была способность обогревать растения в осенне-зимний период. Весенние теплицы не обладали способностью выдерживать зимние морозы. Современные промышленные теплицы можно однозначно отнести к категории осенне-зимних, а вернее – круглогодичных, обеспечивающих температурный режим как в зимние морозы, так и летней жарой.

3.1. Расчёт общей площади

Для иллюстрации производственного и финансового планирования возьмём для определённости процесс создания и функционирования Тепличного комплекса площадью 10 га для выращивания томатов (3 га), огурцов (6 га, две зоны выращивания по 3 га) и салатных культур (1 га) в . -ском районе N-ской области.

Для выращивания овощей (огурцов, томатов) и салатной продукции на площади 10 га в N-ской области будем рассматривать конструкцию тепличного комплекса, сформированного единым блоком, со стеклянным покрытием.

Если для плёночных теплиц эталоном для подражания стали конструкции французской компании Richel, то для стеклянных теплиц конструкции голландской компании Venlo стали стандартом де-факто.

Блочные теплицы Venlo

Теплицы Venlo имеют следующие конструктивные особенности блочных теплиц:

  • Длина пролёта . Теплицы данного вида имеют стандарты длины пролёта в 6,4 м, 8,0 м, 9,6 м и 12,0 м,
  • Высота колонн данного вида теплиц может быть 4,5 м, 5,0 м и 6 м. В последнее время появляются теплицы и с большей высотой,
  • Шаг колонн — расстояние между пролётами теплицы вдоль её конька – может быть 4,0 м или 4,5 м.

Для дальнейших расчётов возьмём теплицу со следующими конструктивными показателями: длина пролёта – 9,6 м, высота колонн – 6 м и шаг колонн – 4 м.

Теплицы с такими характеристиками современны и за счёт своей высоты позволяют использовать большинство прогрессивных технологий выращивания в закрытом грунте.

Изначально заданы следующие параметры площадей выращивания в Тепличном комплексе:

  • Площадь для выращивания огурца (первая зона) – 3 га,
  • Площадь для выращивания зеленных культур – 1 га,
  • Площадь для выращивания томата – 3 га,
  • Площадь для выращивания огурца (вторая зона) – 3 га.

Потери тепла, уходящего за стенки Тепличного комплекса будут минимальны при минимальной поверхности, ограничивающий блок теплиц. Известно, что квадрата минимальный периметр среди четырёхугольников одинаковой площади.

Для начала расчётов возьмём соотношение длинны Комплекса к его ширине как 3:2.

В этом случае, при общей площади в 10 000 кв. м (10 га) и соотношении длины к ширине 3:2, расчётная длина Блока теплиц будет 387,30 м, а его ширина –258,20 м.

Из-за конструктивных особенностей длина теплицы должна быть кратной шагу колонн в 4,0 м., а её ширина – кратна пролёту – 9,6 м.

Ближайшее кратное количество пролётов для данной топологии Блока теплиц – 27 (258,2 м / 9,6 м = 26,9).

Ближайшее кратное количество шагов колонн для данной топологии Блока теплиц – 97 (387,3 м / 4,0 м = 96,8).

Общая конструктивная площадь Блока теплиц, исходя из полученных данных, будет равны 100 570 кв. м (или 10,057 га), при длине тепличного блока в 388 м (97 шагов по 4,0 м) и ширине – 259,2 м (27 пролётов по 9,6 м).

Блок теплиц по зонам выращивания

При ориентации Тепличного комплекса по конькам с востока на запад распределение по зонам выращивания в направлении на юг может быть следующим.

Вторая зона выращивания огурца и зона томата (по 3 га каждая) расположены рядом на севере Блока теплиц. Южнее, вдоль всей длины Блока теплиц располагается 3 га первой зоны выращивания огурца. С самой южной стороны блока расположены зона выращивания салатных культур и рассадное отделение.

Такая конфигурация зон выращивания имеют следующую полезную площадь:

Центральные дорожки и дорожки по периметру Блока теплиц

  • Зона выращивания салатных культур и рассады имеет длину в 97 шагов колонн – 388 м и ширину в 3 пролёта – 28,8 м. Полезная площадь зоны — 11 174,40 кв. м (или 1,174 га),
  • Первая зона выращивания огурца имеет длину в 97 шагов колонн – 388 м и ширину в 9 пролётов – 86,4 м. Полезная площадь зоны — 33 523,20 кв. м (или 3,352 га),
  • Зона выращивания томата имеет длину в 49 шагов колонн – 196 м и ширину в 15 пролётов – 144,0 м. Полезная площадь зоны — 28 224,00 кв. м (или 2,822 га),
  • Вторая зона выращивания огурца имеет длину в 48 шагов колонн – 192 м и ширину в 15 пролётов – 144,0 м. Полезная площадь зоны — 27 648,00 кв. м (или 2,765 га).

Для целей разделения зон выращивания разных культур и возможности доступа к зонам выращивания добавим свободные от растений пролёты (шаги колонн) по периметру Блока теплиц, а также центральные дорожки по длине и ширине для каждой зоны выращивания.

Длина зон выращивания томатов и огурцов составляет 196 и 192 м соответственно. В длину каждой зоны располагаются лотки, на которых укладываются маты с субстратом для выращивания овощей. Для обеспечения оптимальных параметров дренажа не рекомендуется проектировать длину лотков более 100 м. Оптимальной считается длина лотков от 50 до 80 м.

Центральные дорожки и дорожки по периметру зон выращивания и Блока теплиц

Поэтому необходимо разбить по длине каждую из зон выращивания томата и огурца на три части, при этом длина лотков для второй зоны огурцов получится равной 64 м (три сектора по 64 м), а для зоны помидоров два сектора по 64 м и один сектор будет иметь длину в 68 м.

В результате количество шагов тепличных конструкций увеличилось на 12 шагов или 48 м. Общая конструкционная длина Блока теплиц составляет 109 шагов или 436 м.

Количество пролётов увеличилось на 13 пролётов или 124,8 м. Общая конструкционная ширина Блока теплиц составила 40 пролётов или 384 м.

Общая конструкционная площадь Блока теплиц с учётом произведённых корректировок теперь составляет величину 167 424 кв. м (или 16,7 га).

Доля полезной площади (100 570 кв. м или 10,06 га) в общей конструкционной площади Блока теплиц оказывается равной 60%.

Причины столь низкого коэффициента использования общей площади теплицы следующие.

План Блока теплиц

В едином Блоке теплиц выращивается практически пять видов растений (томат, первая и вторая зоны огуреца, зеленные (салатные) культуры, рассада), каждый из которых требует свои режимы выращивания (режимы поддержки температур, влажности и питания).

Возделывание такого разнообразия требует отдельных зон выращивания, разделённых от других.

Количественные показатели, описывающие геометрию Блока теплиц приведены в Таблице.

3.2. Резервы площади

Если убрать все внутренние дорожки между зонами выращивания, то общая площадь теплицы сократится до 155 980,80 кв. м. Доля полезной площади в общей конструкционной площади Блока теплиц в данном случае увеличивается до 64,5%.

При этом, для того чтобы добраться до какой-либо из зон выращивания, необходимо организовать движение по периметру Блока теплиц, который составляет 1 640 м. Для доставки материалов в противоположную часть Блока теплиц необходимо проделать путь порядка полупериметра Блока или 820 м.

При наличии центральных и разделительных дорожек минимальный путь для того, чтобы добраться до противоположного края Блока теплиц составляет 192 м.

Геометрические показатели Блока теплиц

Экономия в расстоянии остро проявляется в периоды сбора урожая, массовой посадки рассады в теплицы.

Второй причиной для наличия центральных и межзонных дорожек является потребность в размещении ряда технологического оборудования, которое должно работать при температуре теплицы. К такому оборудованию относится оборудование питания растений, а также оборудование управления технологическими процессами.

Возможно рассмотреть и вариант сокращения неиспользуемой под выращивание территории теплицы за счёт удаления дорожек по периметру Блока теплиц. В этом случае общая площадь сократится ещё на 11 443,20 кв. м, а коэффициент использования полезной площади теплицы вырастет до 69,6% (общая площадь сократится до 144 537,60 кв. м).

В этом случае не понадобятся расходы на обогрев «дополнительных» 11 443,20 кв. м тепличной площади, зато необходимо будет строить тамбуры и приёмные отделения для входящих сотрудников, а также для подвоза сырья и материалов. Такие тамбуры и приёмные отделения должны нивелировать разницу наружной и внутренней температур теплицы.

Кроме того, необходимо строить дорожную сеть для подъезда к каждой зоне выращивания.

Есть и ещё резерв для увеличения коэффициента использования площади теплиц.

Согласно нормативам проектирования теплиц, «ширину технологической дороги в многопролётной теплице при одностороннем движении следует предусматривать равную 2,8 м», а (там же) «в теплицах круглогодового использования следует предусматривать возможность разворота применяемых машин и механизмов» (Нормы технологического проектирования теплиц и тепличных комбинатов для выращивания овощей и рассады НТП 10-95, раздел 8 «Технологические требования к объёмно-панировочным и конструктивным решениям теплиц, отдельным зданиям и помещениям» пункт 8.1.2).

И, если для дорожек, организованных использованием расстояния между шагами колонн (4,0 м), сокращать до 3 м резона не так уж и много, то для дорожек, расположенных под пролётами шириной в 9,6 м, есть смысл увеличить размер полезной площади. При сокращении ширины дорожек под пролётами вдвое, можно получить эффект увеличения полезной площади теплицы на 17 452,80 кв. м до 118 022,40 кв. м (увеличение на 17,4%). При этом с учётом предыдущих изменений коэффициент полезного использования (полезной площади) теплицы составит величину 81,7%.

Если проводить увеличение полезной площади до 118 022,40 кв. м и не затрагивать сокращение дорожек по периметру Блока теплиц и между зонами выращивания, то коэффициент полезного использования составит 70,5%.

В дальнейших расчётах будем пользоваться общими размерами Блока теплиц 167 424 кв. м, а полезной площадью — 100 570 кв. м, зная, что имеется резерв увеличения полезной площади теплиц.

4. Обороты выращивания

По отношению к термину «урожай» чаще можно услышать оценку «много-мало», но почти никогда «часто-редко».

Обычно говорят, что с полей (открытого грунта) собрали столько-то центнеров урожая с гектара, или что с квадратного метра теплиц собрали столько-то килограмм овощей. Но о том, что собрали три или четыре урожая совсем не говорят, разве что далеко на юге, где солнца, тепла и влаги достаточно, чтобы растения вызревали несколько раз в году.

В тех странах и зимы, в нашем представлении, нет. Нет морозов, снега, длинных зимних ночей. Рост и созревание плодов у растений происходит круглый год. И урожаев там может быть на одной и той же земле – несколько. Но, конечно же, не бесконечно много. От чего зависит количество урожаев, которые может давать тёплая, солнечная и обильная водою земля? Сколько времени надо растению при самых благоприятных условиях, чтобы вырасти и начать приносить плоды? Скорость роста ограничена. Возможно это ограничение заложено где-то на уровне генетики растений.

Индия - родина огурцов

Растения биологически настроены к произрастанию в своём естественном ареале.

Так, огурец происходит из тропических и субтропических регионов Индии и подножия Гималаев, но в последние пару тысяч лет благодаря человеку распространился на соседние регионы, достигнув Египта.

В свою очередь томат происходит из пояса от Мексики до Эквадора и северного Перу – тоже регионов с тёплым, если даже не жарким климатом. Томату нужно около трёх месяцев от посева до начала плодоношения и плодоносить он может аж до 7 месяцев, то есть цикл выращивания у томата становится равным почти году. Затем урожайность значительно падает. Да и не удивительно: цикл развития практически у всех растений кратен году.

Томаты из Перу

Если томат – это золотое яблоко (итал. pomo d’oro, ацтек. — томатль, франц. — tomate), которое практически полностью созревает перед его съёмом с растения, то огурец изначально употребляется в пищу зеленцом – незрелым плодом (ср.-греч. . (огурец), которое восходит к . (незрелый)). Огурец через полмесяца – месяц после посадки начинает приносить первые плоды, сбор урожая ведётся месяца три кряду. Затем, так же, как и с томатом, урожайность начинает значительно снижаться.

Поэтому при благоприятных внешних условиях на одной и той же площади можно выращивать три, а при определённых условиях и четыре урожаев в год. Иногда в литературе можно прочесть и про пять урожаев огурцов с одной и той же площади выращивания. А вот для помидоров два оборота (два урожая в год с одной площади) – явление редкое, скорое экспериментальное. Это и понятно, всё-таки около трёх месяцев надо ждать пока томат начнёт приносить плоды, а потом через ещё три месяца плодоношения запускать оборот заново? Получится, что шесть месяцев в году можно снимать урожай и шесть месяцев ждать пока растение начнёт плодоносить.

С огурцом в данном случае получается намного эффективнее (с точки зрения временных ресурсов). Если ему требуется около месяца для подготовки плодоношения, то три оборота в год – это три месяца подготовки и девять плодоношения (75% времени года идёт плодоношение). А для четырёх оборотов в год доля периода плодоношения сокращается до 67% при четырёх месяцах подращивания и восьми урожайных месяцах.

Вопрос о количестве оборотов становится более актуальным в связи с регулярностью поставки овощной продукции защищённого грунта в торговлю. Чем дольше срок выращивания, тем больше неравномерность ежедневного (или недельного) урожая. С томатом сложно сделать абсолютную непрерывность в выпуске готовой продукции с одной и той же площади. У томата используют приём, называемый «продлённый оборот», когда стараются как можно дольше поддерживать плодоношение томата, продлевая его до 7 – 8 месяцев. При этом, перерыв в выращивании совмещают либо с низким уровнем солнечной радиации, либо с низкими ценами на томаты.

В первом случае, перерыв делают зимой, в декабре – январе, когда наступает минимум в приходящей величине солнечной радиации, а, заодно, и максимум с морозами и расходами на отопление растений.

Во втором случае, разрыв в цикле выращивания приходится на те месяцы, когда на рынке массово появляются грунтовые помидоры и цены на данную продукцию резко падают вниз. Это – период конца лета – август-сентябрь. Для такого выращивания томатов необходимо иметь всё для успешного выращивания томатов зимой, т.е. соответствующие мощности по отоплению и досвечиванию растений.

Для огурцов используется технология под названием интерплантинг, суть которой сводится к подсаживанию в теплицу рядом с ещё растущими, но уже заканчивающими плодоношение растениями, рассады на доращивание с тем расчётом, что время доращивания рассады в теплице будет совпадать с остатком времени плодоношения предыдущего посева. Как только новый посев начнёт плодоносить, старый убирается. Таким образом, технологический разрыв между оборотами нивелируется и выпуск продукции не имеет значительных по времени провалов.

5. Этапы выращивания

У разных видов растений, выращиваемых в защищённом грунте, различаются как сам перечень временных этапов выращивания, так и их длительность. Огурцы выращивают до полусозревания плодов –зеленцов, томаты – практически до полного созревания. Цветы под срез достигают только стадии цветения, а салаты и зелень и до этой стадии не доводят. Поэтому для каждого вида, выращиваемого в условиях защищённого грунта растения, можно сформировать свой перечень этапов развития растения в теплице.

Практически все выращиваемые в закрытом грунте растения изначально росли в тёплых, влажных и солнечных странах, подчиняясь годовому циклу. Все растения плодоносят в летний период, когда солнечной радиации достаточно для роста плодов, а начинают своё развитие, если и не в сезон дождей, то в достаточно высокой влажности и более низкой температуре. Поэтому произрастание семян хорошо происходит в одном температурном и влажностном режиме. Для выращивания рассады нужен другой режим, а для усиленного роста (так называемой вегетативной фазы) – другой режим, для плодоношения – третий.

По сути интенсивные технологии с одной стороны подстраиваются под климатические изменения «родины» растения, а, с другой стороны, пытаются изменить сроки каждого этапа развития растения таким образом, чтобы стадия (этап) плодоношения (для овощей) был как можно дольше и как можно равномернее с точки зрения урожайности, а все «подготовительные» плодоношению этапы – кроче.

В зависимости от применяемых агротехнологий этапы развития одной и той же культуры могут быть разными.

Для огурцов и томатов такими этапами будут следующие:

  • Посев,
  • Проращивание семян,
  • Пикировка рассады,
  • Выращивание рассады,
  • Перемещение рассады в теплицу,
  • Доращивание в теплице,
  • Плодоношение.

Такое разделение на этапы отражает определённую технологию, которая используется при выращивании овощей в закрытом грунте. При другой технологии разделение на этапы может быть иным. Данное разбиение на этапы производится для базовой гидропонной технологии выращивания овощей на химически нейтральном грунте в виде минеральной ваты. В качестве минераловатных субстратов для выращивания (в данной технологии) используется продукция голландской компании Grodan (www.grodan.com), которая предлагает несколько видов соей продукции для каждого этапа выращивания овощей.

5.1. Посев семян

Пробки для рассады Grodan Pro plug

Посев сухих подготовленных семян производится в минераловатные пробки Гродан (Grodan Plug) размерами 23 мм (диаметр) на 32 мм (длина).

Компания Grodan — дочернее предприятие фирмы Rockwool.

Основным направлением деятельности компании Rockwool является изготовление негорючей и экологически чистой теплоизоляции из каменной ваты. Подразделение компании Grodan выпускает субстрат для выращивания растений. Grodan реализует свою продукцию в 60 странах мира.

Субстраты Grodan производят на тех же заводах что и теплоизоляцию Rockwool. В качестве сырья выступают вулканические горные породы, в основном базальт, а сам процесс изготовления во многом напоминает производство сахарной ваты. Измельчённый базальт плавят при температуре порядка 1 500?C. Затем, под воздействием мощных потоков воздуха, вытягивают тонкие волокна. В них добавляют связующие элементы, прессуют, нарезают, пакуют и получают готовый к употреблению конечный продукт. В отличие от строительной теплоизоляционной ваты, в которую добавляют водоотталкивающие, гидрофобные компоненты, вещества, вносимые в субстрат, обеспечивают ему водопоглощающие, гидрофильные свойства.

Минераловатные пробки заливаются питательным раствором, присыпаются вермикулитом.

Вермикулит биологически стоек — не подвержен разложению и гниению под действием микроорганизмов, не является благоприятной средой для насекомых и грызунов, а также химически инертен — нейтрален к действию щелочей и кислот.

Наибольшую популярность вермикулит приобрёл в растениеводстве, где он используется как субстрат, для мульчирования и аэрации почвы, насыщает растения полезными минералами.

Широко применяют и в гидропонике.

Вермикулит обладает высоким коэффициентом водопоглощения 400% — 530% (100 г вермикулита поглощают 400—530 мл воды). Он легко впитывает влагу и так же легко отдаёт её, создавая оптимально влажную среду для питания корней растений. В сельском хозяйстве вермикулит используют для улучшения структуры почв; его даже называют «агрономической» горной породой.

5.2. Проращивание семян

Кассеты для размещения пробок для рассады Grodan Plug

После посева производится проращивание семян. Здесь могут использоваться разные технологии.

По одной технологии пробки в кассетах накрывают плёнкой и оставляют на столах рассадного отделения для прорастания. При этом для огурца семена можно засевать сразу кубик Grodan, минуя стадию пробок.

При другой технологии используются камеры проращивания, куда помещаются кассеты с пробками. Камеры поддерживают определённый тепловой, влажностный и световой режимы проращивания семян. Количество и качество пророщенных семян в камере проращивания выше, а сроки проращивания – короче.

Пробку Grodan как при одной, так и в другой технологии насыщают питательным раствором.

Количество засеваемых пробок зависит от количества растений, которые затем будут выращиваться и плодоносить в теплице.

Количество растений, которое возможно рассадить в теплице зависит от выращиваемого гибрида овощей, нормативов посадки, конфигурации теплицы, её полезной площади.

5.3. Пикировка рассады

Кубик Grodan Delta

При пикировке рассады происходит перенос пробки Grodan в кубик Grodan, в котором будет в дальнейшем выращиваться растение.

Выделение этапа пикировки связано с тем, что эта операция производится вручную. Для пикировки 6-7 десятков тысяч растений требуется время. Кроме того, для дальнейшего роста необходимо пропитать кубик питательным заранее приготовленным раствором.

5.4. Выращивание рассады

Подращивание рассады на рассадных столах производится по технологии прилив – отлив.

Ширина рассадных столов – 1,825 м и при длине рассадного стола равного длине лотков (в зонах выращивания овощей), равной 64 м получается площадь одного рассадного стола 116,80 кв. м.

Выращивание рассады на стеллажах по технологии «прилив – отлив»

Нормативная плотность расстановки кубиков Grogan на рассадном столе 16 штук на 1 кв. м, которая позволяет разместить на одном рассадном столе до 1 868 штук кубиков с рассадой. При 4 рассадных столах под одним пролётом рассадного отделения, под одним пролётом на столах длиной в 64 м можно уместить 7 472 кубиков с рассадой.

Для подращивания всей рассады первой зоны выращивания огурца понадобится 40 рассадных столов данного размера, общей площадью 4 672 кв. м. В левом отделении зоны выращивания салатных культур целесообразно разместить рассадное отделение. Полезная площадь левого отделения – только 4 595 кв. м., которая умещает только 36 рассадных столов такого размера.

Дополнительные 4 рассадных стола необходимо разместить под пролётами над проходами вдоль стен рассадной зоны, либо вдоль центральной дорожки. Уменьшение ширины дорожки (проходов) будет незначительным (9.6 м – 1,825 м = 7,775 м). Расчёты общей необходимой площади рассадного отделения для первой зоны выращивания огурца приведены в Таблице.

https://tepka.ru/tehnologiya_5/46.html
https://reshetnikov-in.com/works/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%B1%D0%B8%D0%B7%D0%BD%D0%B5%D1%81/%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE-%D0%B2%D1%8B%D1%80%D0%B0%D1%89%D0%B8%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F-%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%89%D0%B0%D0%B4%D0%B8.html

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

X