Текст книги "Умная теплица"

Автор книги: Николай Курдюмов

Соавторы: Константин Малышевский
сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 3 страниц)

Николай Курдюмов, Константин Малышевский
Умная теплица

Рад сообщить дачникам приятнейшее известие. Наконец-то мне написал человек, не только по-настоящему понимающий предмет малых теплиц и парников, но и прекрасно пишущий об этом. Представляю: Константин Георгиевич Малышевский, клуб «Лето», г. Красноярск. Он практически полностью автоматизировал свою тепличку без всякой электроники – само солнышко, с помощью простых гидроцилиндров, открывает фрамуги и включает полив! Результат – отличные урожаи овощей весь сезон, с самых ранних сроков до заморозков.

Сейчас Константин делится опытом, а при вашем желании может собрать и выслать свои устройства с подробными инструкциями. С удовольствием предлагаю вам часть его брошюры, посвящённую теплицам. Честно скажу: ничего более умного и дельного о теплицах я до сих пор не читал!

Предисловие автора

Дорогой читатель!

В течение последних лет я выращивал разные растения в разных теплицах, начиная от больших промышленных теплиц, и заканчивая маленькими дачными тепличками и парниками. Даже в экологических экспедициях Института биофизики Сибирского отделения Академии Наук СССР, проходивших в глухой тайге, на полевых научных стационарах, у меня всегда были парники, в которых росли все овощи, вплоть до арбузов; а свежей зеленью экспедиционная кухня всегда была обеспечена. По своей неугомонной натуре естествоиспытателя, я постоянно думал и экспериментировал, находя самые оптимальные и эффективные способы использования теплиц, сравнивая их достоинства и недостатки, и, как мне кажется, кое-что в этом деле понял.

На даче у меня тоже есть несколько вариантов теплиц. Поскольку до пенсионного возраста мне еще очень далеко, и дачей я занимаюсь только в свободное от работы время, я стал больше уделять внимание тепличной автоматизации, с целью сократить до минимума собственное участие в ежедневном их обслуживании; впрочем, моя природная лень и любовь к свободе тоже являются мощным к этому стимулом.

Итогом этой работы стала "умная", почти полностью автоматизированная теплица, которая требует помощи хозяина не чаще двух – трех раз в неделю. То есть, она может самостоятельно растить овощи, постоянно обеспечивая им оптимальные условия, а хозяева в это время могут заниматься своими делами.

Одно из самых полезных и удобных устройств – устройство для проветривания теплицы, которое я называю просто "открывалка". Полное имя – "Устройство для автоматического проветривания теплиц и парников "УМНАЯ ТЕПЛИЦА".

Начав писать инструкцию для "открывалки", обнаружил, что кратко все не объяснишь, и получается уже целая небольшая книжка про "умную" теплицу, которую я предлагаю вашему вниманию. Это мой первый опыт в написании подобных книг, и оказалось, что доходчиво объяснить то, что ты придумал, гораздо труднее, чем придумать и сделать. Но так хочется поделиться накопленным опытом – ведь я очень многого достиг в тепличном обустройстве! И что самое главное – я понял, что и как, а главное, зачем происходит в теплице, и как избежать распространенных ошибок при ее строительстве и эксплуатации.

Как писал классик – "Не могу молчать!"

Поэтому считаю своим долгом рассказать о том, что я знаю и умею, всем, кто хочет иметь выращенный своими руками урожай, не попадая при этом в дачное рабство.

Хочу еще раз подчеркнуть, что все изложенное проверено мною на собственном опыте, в наших сибирских условиях, и каждый, кто бывал у меня на даче, мог убедиться в действенности всех описанных методов и устройств.

Нужна ли нам на даче теплица?

Вопрос непростой. В глубине души каждый из нас понимает, что, конечно, в теплице овощи должны расти лучше. Все видели теплицы китайцев, слышали о голландцах, о тепличных ананасах ко двору Его Императорского Величества Государя Всея Руси (это в Питере, в позапрошлом веке!), и тем не менее, в нашей дачной реальности все обстоит несколько иначе.

Сколько раз мне приходилось слышать мнение, что от теплицы толку почти нет, одни только лишние расходы и хлопоты. Некоторые мои знакомые уже даже снесли свои теплицы, впрочем, и я сам однажды так поступил! Аргумент очень простой – урожай «на грядке» порой не меньше, а больше, и вкус плодов (особенно помидоров) лучше. Ну, созреют они в теплице на неделю раньше. Стоит ли из-за какой-то недели упираться?! К тому же в теплице растения чаще поражаются болезнями и вредителями. Например, паутинный клещ и тля в жаркую погоду может уничтожить все листья огурцов и перцев в считанные дни.

Так в чем же дело? Почему у кого-то теплицы приносят доход, урожай и радость, а нам достаются одни переживания и хлопоты? Давайте разберемся!

Для чего нужна теплица? Дурацкий вопрос, скажете вы. Чтобы растениям было тепло! Это верно, но не совсем. А вернее, совсем не верно!

Чтобы пояснить, что я имею в виду, позвольте краткий экскурс в школьный курс ботаники.

Большинство наших овощей – тропические и субтропические растения. Чтобы они себя чувствовали комфортно, им нужно создать условия, в которых они росли у себя на родине. А это температура 25-35 градусов Цельсия, и влажность 70-100% (Такая погода бывает у нас в Сибири одну-две недели в году, да и то не каждый год!). Солнечного света у нас даже больше, чем в тропиках – летом продолжительность светового дня достигает 17 часов, тогда как на экваторе – всего 12 часов. То есть главная задача теплицы – создать растениям наиболее благоприятные условия для жизни – по температуре и влажности воздуха.

Рассмотрим температурный режим.

Известно, что скорость роста растений пропорциональна температуре, и повышение температуры на каждые 10 градусов увеличивает скорость роста вдвое! А на 20 градусов – соответственно, вчетверо! Но часто мы забываем о том, что это правило действует только в зоне оптимума, а при чрезмерном повышении температуры (выше 40 градусов) наступает угнетение и затем гибель растения.

Но это же и так всем известно! – скажете вы.

Да. Известно. А известно ли вам, какие условия вы создаете своим любимцам в вашей теплице? Возьмите два термометра, а еще лучше четыре. В общем, чем больше, тем лучше. Один термометр наверняка у вас уже есть, там, где на него удобно смотреть – на уровне ваших глаз. А теперь поместите еще один термометр на уровне почвы, второй – под крышей теплицы, и если еще не надоело – между растений, и где еще хотите. И для сравнения – пара термометров "на улице", тоже на высоте около 1,5м и на уровне почвы. Разумеется, что все они находятся в тени!

А вот теперь мы можем узнать, что же дает нам наша теплица в течение суток, в солнечную погоду. Давайте наблюдать детально.

       " Утро, солнце еще не взошло. На всех термометрах почти одинаковые показания. Весной это 5-10 градусов, летом – 10°-15°. При такой температуре "тепличные" растения практически не растут, и от теплицы сейчас нет никакого толку.

       " Утро, первые лучи солнца попадают в теплицу. Температура в теплице начинает быстро повышаться, особенно в верхней ее части, и достигает 35 градусов. Это оптимум для растений. Это плюс. Вот теперь понятно, для чего нам теплица. Но! Перепад температур между почвой и воздухом внутри достигает 25-30 градусов,и «холодные» корни могут не успевать снабжать влагой «теплые» надземные части. Растения испытывают стресс – дефицит влаги. Это минус. На улице температурав это время тоже растет, правда, гораздо медленнее, но равномерно по вертикали. В целом сейчас растениям в теплице лучше, чем на улице.

       " День. Солнцепек. Жара внутри достигает 40-50 градусов, особенно в верхней части, где она может достигать 60° и более! Влажность воздуха резко падает. Заботливые хозяева открывают все рамы и двери, но это помогает мало, а сквозняк уносит влагу, которой и так растениям не хватает! Сильнейший стресс!Такие условия обычно бывают не в тропиках, а в пустыне, и в такое время ваша теплица лучше всего подходит не для огурцов, а для кактусов! Листья и молодые побеги в массе теряют тургор (внутреннее давление в клетках), вянут и обжигаются, цветы и завязи опадают. Вредители (паутинный клещ, который любит жару и сухость!) блаженствуют. Отметим, что в это время «на улице» температура обычно не превышает 35° (а это оптимум!), и растения почти не страдают от жары. В такое время теплица, несомненно, приносит растениям больше вреда, чем пользы. Это минус.

       " Вечер. Температура внутри снизилась до 35° – 25°, влажность возросла. Растения поднялись, ожили. Поскольку все открыто настежь, температура почти равна наружной. В это время растения внутри и снаружи почти в равных условиях, если не считать пережитого стресса «тепличных», которые только приходят в себя.

       " Поздний вечер. Хозяева закрыли теплицу (если не забыли), на улице холодает, а "тепличным" еще пару часов можно подрасти, пока температура внутри не упадет до 10-15 градусов, когда рост практически прекращается. Это плюс.

       " Ночь. Температура внутри и снаружи отличается на 1-3 градуса, что почти не имеет значения, если, конечно, это не заморозки! Плюс весной и осенью. Снаружи выпадает роса, давая растениям источник влаги, «тепличным» остается надеяться на полив. Небольшой, но минус.Кстати, неотапливаемая теплица может защитить лишь от незначительных заморозков – до -3° -5°.

Итак, сложив все плюсы и минусы, мы видим, почему в хорошую погоду в целом от теплицы мало пользы.

В пасмурную погоду ситуация несколько лучше. Тепловая энергия Солнца, частично проникая через облака, все же нагревает теплицу, хотя и не так быстро. Зато – это существенный плюс– нет перегрева днем. Однако есть проблема – открывать или нет теплицу? Если открыть – температура сравняется с наружной, и эффект будет равен нулю. Не открывать – при первом же прояснении растения моментально сварятся! А это уже окончательный минус!

Мы видим, что минусы почти уравновешивают плюсы, и поэтому теплица не дает того эффекта, которого мы от нее ждем.

Что же делать? Получается, что для того, чтобы получить пользу от теплицы, нужно стоять рядом с ней днем и ночью, глядя на градусник, и без конца открывать и закрывать ее?! Вначале мы так и делаем. Потом, махнув рукой, просто открываем утром, и закрываем вечером – и имеем то, что имеем.

Автоматика для теплиц

Что же нам предлагает современная наука и техника?

Конечно, за сотни лет существования теплиц в разных странах было много чего понапридумано. Для проветривания – форточки и фрамуги, для отопления – различные конструкции печей, котлов, и использования тепла гниющей органики.

Современная промышленная теплица – это сложный организм, с множеством датчиков, отслеживающих температуру, влажность, освещенность, а также компьютерного центра управления, анализирующего поступающую информацию и подающего необходимые команды на исполнительные механизмы. В нужное время открываются фрамуги, жалюзи, включаются вентиляторы, увлажнители воздуха, полив и т.п. Растениям постоянно обеспечиваются оптимальные условия для роста – и для высоких урожаев. Вот тут-то и проявляются высокие качества новых сортов и гибридов, созданных именно для этих условий. Но все эти компьютерные системы имеют существенный недостаток – они дороги, и поэтому практически не применимы на дачном участке.

Однако армия садоводов-энтузиастов не желает сдаваться. В различных садоводческих и изобретательских изданиях описано множество устройств, позволяющих автоматизировать теплицу. Это прежде всего автоматы для проветривания, которые оптимизируют температурный режим. Они также имеют свои достоинства и недостатки.

Рассмотрим основные типы таких устройств.

1. Электрические. Состоят из вентилятора и термореле, включающего вентилятор при достижении заданной температуры воздуха. Достоинство – высокая чувствительность и удобная регулировка, а также неограниченная мощность. Недостаток – ненадежность, так как даже кратковременное (1-2 часа) отключение электроэнергии в жаркую погоду может оставить вас без урожая на весь сезон.

2. Биметаллические. Состоят из склепанных между собой пластин из двух металлов, или металла и пластика, имеющих разные коэффициенты теплового расширения. В результате нагрева пластина изгибается и открывает форточку, при охлаждении распрямляется и закрывает. Достоинство – работает автономно, а также недорого в изготовлении. Недостаток – небольшая мощность, т.е. может открыть и закрыть только небольшую, хорошо уравновешенную форточку без перекосов и разбухания, которой в теплице не бывает. В итоге – ненадежность (см. п.1).

3. Гидравлические. Основаны на свойстве жидкостей расширяться при нагревании. Представляют собой герметичную систему, заполненную легкокипящей жидкостью (фреоны) или другими жидкостями с высоким коэффициентом теплового расширения: водой, маслом, соляркой и т.п. В системе имеется гофрированная латунная трубка (сильфон), которая изменяет длину при заполнении жидкостью, или гидроцилиндр, имеющий выдвижной шток. Достоинство – автономность и несомненная высокая надежность системы вследствие простоты конструкции, а также очень большая мощность и долговечность. Недостаток – относительная дороговизна, из-за использования сложных технологий производства, что впрочем, вполне компенсируется высокими достоинствами.

Общий же и основной недостаток всех этих систем – то, что я никогда не видел их ни в продаже, ни в теплицах у садоводов, а только в описаниях умников-новаторов. Изобретатели охотно делятся своими конструкциями и чертежами, однако после слов: "…приварить штуцер, запрессовать сальник 4х27мм, выточить шток и отшлифовать поверхность до 6-го класса чистоты…" любому нормальному человеку становится скучно и дальше он уже не читает. Потому что любому нормальному человеку ясно, что для этого надо иметь свой машиностроительный завод. А тем, у кого нет своего завода, надо искать, что попроще.

Исходя из вышесказанного, я начал экспериментировать именно с гидравлическими автоматами, как наиболее надежными, используя готовые серийные детали и узлы. Первый мой вариант такого автомата-проветривателя имел вес около 100 кг, длину 5 метров, и обошелся мне около 2000 рублей, при том, что конструировал и собирал его я сам, применив подаренный хорошим человеком гидроцилиндр от шасси самолета. Правда, он показал себя на испытаниях прекрасно, с легкостью открывая металлическую раму площадью 5 квадратных метров. Впрочем, с такой же легкостью он мог бы поднять и всю теплицу, так как усилие на штоке составляло 5 тонн. Он исправно трудится и по сей день, обслуживая теплицу площадью 56 кв.м., не доставляя мне никаких хлопот, на удивление соседям. И в этом нет ничего странного; вспомните гидравлические домкраты, которые при собственном весе в несколько килограммов поднимают несколько тонн.

После успешных испытаний «монстра» я начал разрабатывать более дешевую и компактную конструкцию, чтобы она была доступна большинству садоводов. В итоге получился мини-вариант, который имеет вес около 3 кг и усилие на штоке около 100 кг ( рис. 5). Этого вполне достаточно, чтобы открывать стеклянную раму площадью около 2 квадратных метров, или пленочную (пластиковую) около 5 кв.м., то есть проветривать теплицу площадью 10-20 квадратных метров. В более крупных теплицах можно просто сделать несколько таких фрамуг. Стоимость получилась приемлемая, учитывая долговечность. Посудите сами – срок его службы не менее 15-20 лет. Даже если стоимость принять в размере 1500 рублей и разнести эту сумму на 10 лет, он обойдется вам по 150 рублей в год. Посчитайте, сколько вы тратите бензина на лишние поездки на дачу весной, чтобы только открыть или закрыть теплицу? Такой автомат окупится за один сезон. Про стоимость Вашего времени и нервов я уже не говорю.

Силы же этого автомата хватает еще и на включение полива, но об этом дальше.

Конструкция теплицы

Конструкций теплиц существует такое великое множество, что даже перечислить их весьма непросто. Это арочные и шатровые теплицы, одно– и двухскатные, пристенные, пленочные и стеклянные, поликарбонатные и т.д. и т.п. Кроме того, существуют разные типы теплиц, такие как зимние сады, оранжереи, теплицы временные, передвижные, парники и рассадники.

Выбрать конструкцию теплицы – дело вкуса, каждый хозяин руководствуется своими соображениями. Часто мы исходим из тех возможностей, которыми располагаем – есть клочок свободного места и немного денег.

У большинства из имеющихся в продаже готовых теплиц есть один существенный недостаток – их проектируют и изготавливают не те, кто ими пользуется. И соответственно, конструкция их приспособлена в первую очередь для удобства их производства, а не использования!В частности, фрамуги в них либо очень малы, либо вовсе отсутствуют, и в таком случае покупателю остается только каждый день открывать и закрывать пленку на крыше, либо дверь, если она имеется.

Если мы строим теплицу сами, то можем сразу сконструировать ее так, чтобы она была удобна и для нас, и для растений.

В чем же должен быть основной принцип конструкции теплицы?

Как мы уже говорили, в теплице должно быть тепло, но не слишком.

И конструкция теплицы в первую очередь должна быть функциональной, то есть выполнять ту функцию, для которой она предназначена: поддерживать оптимальную для роста растений температуру и влажность воздуха.

Представьте себе, что Солнце – это очень мощная бесплатная печка, которая включается утром и выключается вечером каждый день. Она нагревает теплицу за считанные минуты. Это очень удобно, если бы не один недостаток. Эта печка греет очень хорошо, когда на улице и так жара, и может отключаться самопроизвольно в любое время, причем как правило, в холодную погоду! Вот этот-то недостаток мы и должны скомпенсировать своей конструкцией.

Первое. Необходимо обеспечить гарантированный отвод лишнего тепла. Это значит, что должны быть очень большие фрамуги – не менее четверти площади теплицы, и лучше на верхней части крыши, так как именно там собирается самый горячий воздух. В идеале температура воздуха внутри никогда не должна превышать 40 градусов. На самый интенсивный период работы нашей солнечной печки (июнь) лучше бы еще предусмотреть возможность притенения – штору из легкого материала (например, агротекс), которую можно накинуть поверх теплицы. Двери в это время лучше не открывать, почему – к этому вопросу мы еще вернемся, когда будем обсуждать проблему плодородия почвы, полива и влажности воздуха.

Второе. Надо сберечь тепло, когда оно нужнее всего – в холодную, пасмурную погоду. Вот тут не обойтись без автомата, который будет регулировать открывание фрамуг. Причем умного автомата, который при внезапном включении «печки» мог бы быстро и широко открыть все фрамуги, при небольшом нагреве приоткрыть их чуть-чуть, а при похолодании – закрыть. И быть при этом весьма надежным и безотказным.

Здесь наилучшим выбором по соотношению цена-качество, несомненно, является гидравлический автомат (если у вас нет тещи-пенсионерки). Ему вы можете доверить свою теплицу, если вам нужно отлучиться на несколько дней, да даже и в вашем присутствии он будет следить за температурой лучше любой тещи, при этом не учить вас жить и не задавать лишних вопросов.

Представьте, как приятно выглянуть в окно и сказать жене: "Смотри, какое солнышко сегодня теплое – вон уже и теплица открывается…"

Почему не уживаются огурцы с помидорами?

Всем известно, что эти овощи лучше не садить в одной теплице, и это справедливо.

Дело тут не в закоренелой вражде.

Просто помидорам требуется меньшая влажность воздуха, они легче переносят жару и недостаток влаги в почве. При повышенной влажности воздуха помидоры страдают от грибковых и бактериальных болезней, цветы не опыляются, урожай снижается, вкус плодов ухудшается. Поэтому в теплую погоду в теплице с помидорами желательно оставлять всегда открытой небольшую форточку, даже на ночь.

Огурцы же, напротив, сильнее страдают при недостатке воздушной и почвенной влаги. Их большие листья испаряют очень много воды, и если влажность воздуха невысока, корни просто не справляются, и листья вянут. Зато в теплице они чувствуют себя великолепно – энергично испаряя воду, они создают себе благоприятный микроклимат – почти 100-процентную влажность воздуха.

Вот эта-то влажность и мешает жить помидорам. Если же мы начинаем сильнее проветривать теплицу, уже страдают огурцы. И поэтому лучше их разделить, чтобы предложить каждому наиболее подходящие для него условия.

Такие же особенности есть и у других тепличных культур (перцев, баклажанов и т.п.), поэтому совмещать их можно только с учетом их "погодных" пристрастий.

И конструкция теплицы должна отвечать конкретным потребностям каждого вида овощей в температуре, проветривании, поливе и уходе.

То есть, "огуречник" и "перечник" должны быть теплыми и душными, влажными, а "помидорник" – жарким, но хорошо проветриваемым, например, пристенным.