Искусственное освещение для промышленных теплиц и сити‑ферм
Местоположение
Продукция
Общая площадь выращивания
Удельная мощность
Возраст рассады: зима — 4 недели; лето — 3 недели.
От посадки до цветения: 8 — 10 дней.
От цветения до плодоношения: 2 недели.
Еженедельный прирост:
Продолжительность культуры (ограничена длиной стебля):
Высаживают через пикировку с посевом в минераловатные пробки или прямым посевом в кубики. После посева производят засыпку вермикулитом. Вермикулит необходим для закрытия семени, защиты от пересыхания при прорастании и сброса семенной кожуры. Для предотвращения развития питиума в условиях высокой влажности воздуха рекомендуется не накрывать посевы плёнкой. накрывают только в том случае, если невозможно выдержать температуру субстрата.
Температура субстрата при прорастании 250С круглосуточно.
Пикировка позволяет проводить калибровку сеянцев до посадки их в минераловатные кубики, что позволяет экономить субстрат для выращивания рассады, пикировать более выравненную рассаду. Пикировка производится на 5-й день после посева.
Минимальная облучённость для рассады при искусственном освещении рекомендуется на уровне 16 Вт/м2 (80 мкмоль/м2). При такой облучённости плотность расстановки должна составлять 16 раст./м2. В этом случае мы получаем рассаду наилучшего качества. Но на практике больше распространена облучённость 25 Вт/м2 (125 мкмоль/м2), так как из-за нехватки площадей плотность расстановки рассады намного выше. Важно помнить, что более высокая облучённость (освещённость) не компенсирует более высокую густоту стояния. Максимально возмжная облучённость (освещённость) при выращивании рассады — 45 Вт/м2 (225 мкмоль/м2)
После всходов оптимальная температура для выращивания рассады огурца:
Оптимальную влажность в кубике можно определить по следующему критерию: если минераловатный кубике наклонить без его сдавливания, то с уголка кубика в течение 5 секунд должна выделиться хотя бы одна капля. Если влага не выделяется — это сигнал для начала полива.
Максимальная концентрация поливочного раствора при поливе рассады огурца:
Оптимальная плотность посадки должна обеспечивать наиболее полное использование света, тогда растения создают оптимальный микроклимат в теплице.
| Тип | Плотность посадки (раст./м²) при облучённости 40 - 55 Вт/м² (200 - 275 мкмоль/м²) | 70 Вт/м² (350 мкмоль/м²) |
|---|---|---|
| длинноплодный | 2,2 - 2,4 | 2,6 - 2,8 |
| среднеплодный | 2,4 - 2,6 | 2,8 |
Основная причина низкой влажности воздуха в теплице в зимние месяцы на светокультуре — низкая плотность посадки растений, так как недостаточно листового аппарата для создания оптимального микроклимата.
Растения после посадки должный восстановиться, поэтому:
Стратегия зависит от технических возможностей оборудования, главное — понимать принцип.
Максимальная продолжительность фотопериода (продолжительность дня) рекомендуется не более 20 часов. Продолжительность «рассвета» (выход системы искусственного освещения на 100% мощности) рекомендуется 30 минут, продолжительность «заката» (постепенное выключение искусственного освещения) — также 30 минут. Таким образом, работа системы искусственного освещения теплицы на уровне 100% мощности происходит в течение 19 часов. Включение и выключение системы искусственного освещения теплицы производят в зависимости от её мощности и облучённости (освещённости) открытой местности снаружи теплицы естественной солнечной радиацией.
| Облучённость в теплице искусственной ФАР, обеспечиваемой системой искусственного освещения теплицы | Облучённость открытой местности естественной солнечной радиацией (метеостанция) | |
|---|---|---|
| Суммарная радиация | ФАР внутри теплицы | |
| 40 Вт/м² (200 мкмоль/м²) | 350 Вт/м² | 120 Вт/м² |
| 70 Вт/м² (350 мкмоль/м²) | 250 Вт/м² | 85 Вт/м² |
Максимальное значение КПД фитоценозов в расчете на хозяйственно полезную биомассу при выращивании огурца находятся в диапазонах облучённости: 100-150 Вт/м2 (500-750 мкмоль/м2*с). Если облучённость открытой местности солнечной радиацией по данным метеостанции теплицы составляет 350 Вт/м2, то на растения в теплицу поступает около 120 Вт/м2 фотосинтетической активной радиации (ФАР) (в составе солнечной радиации ФАР составляет около 50%, а светопропускание стекляной теплицы находиться на уровне 70%). Если облучённость открытой местности солнечной радиацией по данным метеостанции теплицы составляет 250 Вт/м2, то на растения в теплицу поступает около 85 Вт/м2 (ФАР).
Перед включением системы искусственного освещения теплицы за 1 час температуру ростовой трубы устанавливают на 400С, так как при включении освещения макушки становятся тёплыми, а нижняя часть растений остаётся холодной.
Обязательная продолжительность тёмного периода для огурца не менее 4 часов в сутки. При круглосуточном освещении происходит снижение интенсивности фотосинтеза и разрушение хлоропластов, нарушение гормонального баланса в растениях, и процесс налива плодов замедляется.
Культуре огурца, как и любой другой, требуется определённое количество света для формирования 1 кг плодов. Для формирования 1 кг плодов огурца с 1 м2 площади необходима дозы облучения участка выращивания в теплице ФАР (дневной интеграл света), приведенные в таблице ниже.
| Тип огурца | Плод | Количество света (ФАР) | ||
|---|---|---|---|---|
| Вес, г | Длина, см | МДж/м² | моль/м² | |
| длинноплодный | 350 - 450 | 26 - 32 | 10 - 12 | 50 - 60 |
| среднеплодный | 180 - 220 | 18 - 22 | 12 - 14 | 60 - 70 |
| короткоплодный | 100 - 130 | 12 - 15 | 14 - 16 | 70 - 80 |
Разные уровни облучённости растений означают разный потенциал продуктивности. Вместе с тем, на урожайность будет влиять плотность посадки (число стеблей на 1 м2), стратегия нормирвоания и тип плода.
Реализация потенциала урожайности будет зависеть от работы самого овощевода (качества и свевременности выполнения работ), типа теплицы, гибрида, уровня облучённости, загрязнённости кровли, температуры, концетрации углекислого газа.
Урожайность огурца практически прапорционально растёт с увеличением прихода радиации, но до определённого предела. При дозе облучения растений ФАР около 5,5 МДж/м2 (около 27 моль/м2), что соответствует дневной солнечной радиации на открытой местности 15 МДж/м2, урожайность уже ограничивается не приходом света, а стрессовыми условиями: нерашением температурного режима (перегревы), низкая влажность воздуха и т.д.
На широте Московской области для поддержания уровня облучённости ФАР 70 Вт/м2 (350 мкмоль/м2 или 25000 лк) потребуется дополнительно искусственное освещение в теплице с 30 по 18 неделю (август — апрель, 3000 часов в год).
Первые два дня после посадки:
После посадки в первые дни важнее иметь оптимальную влажность воздуха, чем температуру. Поэтому возникает необходимость снижать температуру воздуха, чтобы не иметь высокой температуры контуров системы отопления. Ночную температуру поддерживаем несколько ниже дневной, так как не следует сильно поднимать температуру труб отопления.
В целом до цветения поддерживаем:
С момента цветения:
С момента первого сбора:
Чем больше разница между дневной и ночной температурой, тем больше ассимилянтов перераспределяется.
Работать экранами для экономии энергоресурсов и изменения влажности в теплице следует по следующим показателям: сворачивание экрана начинать при облучённости солнечной радиацией снаружи 80 Вт/м2 при условии, что температура наружного воздуха равна или больше 40С. Если облучённости солнечной радиацией снаружи меньше 80 Вт/м2, температура наружного воздуха ниже 40, то экран оставляют развёрнутым. Если при этом влажность воздуха в теплице поднимется выше 85%, то сворачивают экран на 5%.
Если при закрытом экране температура становится выше 250С, то на следующий день при тех же условиях в плановом режиме следует запланировать небольшое сворачивание экрана.
Если есть риск выпадения конденсата на растениях из-за резкого повышения температуры воздуха в момент включения искусственного освещения, то сворачивание экрана начинают с момента включения освещения.
Вода нужна растениям для фотосинтеза и является важной частью растения, но только 5 — 10% всего валового поступления воды входи в его состав.
Вода также принимает участие в транспорте элементов питания и ассимилянтов. С её участием происходит активное поглощение элементов питания посредством корневого давления 24 часа в сутки. при пассивном поглощении элементов питания они с током воды передвигаются в растениях посредством транспирации. При транспирации также происходит охлаждение культуры, на это идёт 90 — 95% воды.
Транспирация завсит от степени открытия устиц листьев, работы системы обогрева (температура труб), теплового излучения от источников света (солнце, светильники), влажности воздуха в теплице и температуры растений.
Устица открываются с приходом света (солнечный или искусственный свет), но и в темновой период они не закрыты полностью.
Проводящая система сосудов (ксилема) разделена перегородками. сосущая сила действует от перегородками к перегородке и т.д. перегородки в ксилеме обеспечивают отсутствие обратного тока, чтобы вода не стекала вниз, а также ограничивают быстрый транспорт вверх.
Полузакрытые устица теряют больше воды при поступлении дополнительного тепла в соответствии с соотношением: при уровне тепла 50 Вт/м2 расход воды составляет 18 г/м2 в час.
На практике соотношение свет — транспирация более сложное и связано с микроклиматом в теплице. Общее правило: расход воды на транспирацию составляет 125 мл/м2 (100 — 150 мл/м2) на 1 МДж/м2 ФАР. Дренаж составляет 0 — 25% в диапазоне 0 — 50 мл/м2 на 1 МДж/м2 ФАР. Полив находится в диапазоне 100 — 200 мл/м2 на 1 МДж/м2 ФАР суммы света.
Дефицит давления водяного пара (ДДВП) или разница между количеством влаги в воздухе и её максимально возможным содержанием в воздухе при этой же его температуре. Как только воздуха в теплице насыщается, вода конденсируется на листьях, конструкциях и т.п. Большинство культур хорошо растут при ДДВП порядка 1,80 — 0,95 кПа. Чем ниже ДДВП при более низкой температуре растений, тем меньше транспирация. Если ДДВП не регистрируется компьюторе можно определить эти величины по таблице (диагарамме). Затем данную величину ДДВП следует скорректировать при разнице температур растений и воздуха. рассчитайте эту разницу температур самостоятельно и умножьте на величину ДДВП, относящуюся к ОВ и температуре воздуха.
Пример: ОВВ — 75%, температура воздуха — 210С, температура растений — 260С. Находим в таблице ДДВП = 0,62 кПа. Разница ДДВП составляет 0,11 кПа на 10С разницы температуры растений и воздуха. Корректирвока на 50С разницы температуры растений и воздуха в теплице составляет 5 х 0,11 = 0,55 кПа. ДДВП при температуре растений 260С составляет 0,62 + 0,55 = 1,17 кПа. Если температура растений 190С, то разница температур будет равна 19 — 21 = -20С. Тогда корректировка даёт: — 2 х 0,11 = — 0,22 кПа, ДДВП составляет 0,62 — 0,22 = 0,40 кПа.
| Период развития | Оптимальная ОВВ, % | |
|---|---|---|
| день | ночь | |
| до начала сборов | 75 - 82 | 85 |
| в период плодоношения | 82 | 85 |
Некоторые овощеводы предпочитают работать с показателем дефицита влажности воздуха (ДВ). Не следует иметь слишком сухой (ДВ больше 11 г/м3) или слишком влажный воздух (ДВ меньше 11 г/м3). Лучший диапазон ДВ = 3,0 — 6,0 г/м3.
В вечернее время не следует опасаться выпадения конденсата на растения, так как при охлаждении воздуха растения остаются тёплыми. При нагревании воздуха в теплице утром риск конденсации высокий, поскольку воздух нагревается быстрее, чем растения, и получается, что воздух тёплый, а растения холодные. исходя из этого, для получения здоровой культуры можно поддерживать дефицит влаги:
| Период | ДВ, г/м³ | Цель |
|---|---|---|
| день | 5,0 - 6,0 | интенсивная работа растения |
| день | 4,5 | сохранение растения |
| полночь | 4,0 | восстановление растения |
| ночь | 3,0 | налив плодов |
Днём происходит усвоение воды, элементов питания, развитие корней, поэтому нужна активная транспирация. Снижать высокую влажность воздуха можно посредством:
Снижение температуры на 10С = рост ОВВ на 5%!
При низкой влажности следует доувлажнять воздух системой мелкодисперсного распыления (диаметр отверстия форсунки — 1 мм). Это позволяет охладить воздух и даёт возможность дольше держать фрамуги закрытыми. Следует избегать слишком сухих условий, так как растения находятся в стрессе. Повышенная влажность может быть приемлемой только в условиях однородного микроклимата в теплице.
Для предотвращения горизонтальной разницы температур (как результат — «скатывание» холодного воздуха над экраном в самом низком месте) в современных теплицах между кровельным остекленением над экраном через 30 — 40 м устанавливают вертикальные плёночные перегородки. Они препятствуют скоплению холодного воздуха над экраном в одном месте полусекции теплицы.
После посадки проводим полив:
С момента посадки до начала цветения поливы повторяем без дренажа, при этом влажность субстрата постепенно снижается с 90% до 65%.
Полив мелкими циклами в период подсушивания матов позволяет избежать дренажа, но только если возможно поддерживать ЕС в мате на необходимом уровне. Если ЕС в мате повышается выше заданных пределов, то следует выходит на дренаж. Первый дренаж должен появиться через 2 часа после первого полива и в течение 2 — 3 часов следует проводить полив большими циклами.
Температура субстрата не должна быть выше 24,5 — 25,00С. Температура поливочной воды: оптимальная = 21,00С, минимум 160С, максимум 270С. Высокая температура поливочного раствора (более 24,00С) увеличивает риск развития питиозной инфекции и корневых гнилей.
С момента цветения начинаем работать с дренажом:
Разница по влажности субстрата между последним вечерним поливом и первым утренним поливом в период плодоношения должна составлять 8%. Если разница больше 8%, то на следующий день полив закачиваем позднее.
Падение влажности субстрата между поливами днём:
В период 1-й и 2-й недель плодоношения (когда нагрузка растения плодами на максимальном уровне) возможно проведение ночных поливов.
| Элементы, параметры | В субстрате (период сборов) | Стандарт, основной раствор |
|---|---|---|
| ЕС, мСм/см | больше 3,0 | 2,4 |
| Катионы, ммоль/л | ||
| N - NH4 | меньше 0,5 | 1,3 |
| К | 8,0 | 8,0 |
| Ca | 6.5 | 4.0 |
| Mg | 3,0 | 1,4 |
| Анионы, ммоль/л | ||
| N - NО3 | 18,0 | 16,0 |
| S | 3,5 | 1,4 |
| P | 0,9 | 1,25 |
| Микроэлементы, мкмоль/л | ||
| Fe | 25,0 | 15,0 |
| Mn | 5,0 | 10,0 |
| Zn | 7,0 | 5,0 |
| B | 50,0 | 25,0 |
| Cu | 1,5 | 0,8 |
| Mo | 0,5 | 0,5 |
| Соотношение K / Ca | 1,2 | |
Корректировки питательного раствора:
| Период | ЕС, мСм/см | pH | ||
|---|---|---|---|---|
| Полив | Субстрат | Полив | Субстрат | |
| Напитка рассадного субстрата | ||||
| Пробки | 1,0 | - | - | - |
| Пикировка | 2,5 - 3,5 | - | 5,0 - 5,5 | 6,0 |
| Кубики | ||||
| Посев | 1,8 - 2,0 | - | - | - |
| Всходы - посадка | 2,5 - 3,5 | 2,5 - 3,5 | 5,5 | 6,0 |
| Интенсивный рост - плодоношение | 3,0 - 3,5 | 3,5 | 5,5 | 6,0 - 6,5 |
| Плодоношение | 2,8 - 3,5 | 3,0 - 3,5 | 5,5 | 6,2 |
| Период | % |
|---|---|
| Посадка - цветение | 0 |
| Цветение - плодоношение | 25 - 30 |
| Массовое плодоношение | 30 - за сутки, 50 - в середине дня |
Для эффективного использования рабочего времени, работы по уходу за культурой следует проводить в следующем логическом порядке: