Многоярусные теплицы для выращивания овощей гидропоника

Обоснование эффективности многоярусной узкостеллажной гидропоники

Обоснование эффективности многоярусной узкостеллажной гидропоники

На Российском рынке реализуется ряд конкурирующих технологий. Какой из них отдать предпочтение? Нашими специалистами выполнено сравнение технологических процессов выращивания расте­ний, которые в разное время служили и продолжают слу­жить образцом интенсификации продукционного процесса и энергоресурсосбережения.

Анализ выполнен на основании теоретических исследований, результатов многолетнего проектирования, строительства и производственной эксплуатации.

В качестве теоретической базы использованы:

• теория пространственно-временного накопления и использования опыта;
• общая теория пространственно-временного выбора частных решений.

Общую и частную оценку получили пять независимых технологий (рис. 1.2):

1) интенсивная технология выращивания культуры томата при светокультуре (АФИ, Россия)

2) традиционная почвенная технология выращивания культуры томата (НИИОХ, ТСХА, Россия)

3) технология интенсивного выращивания культуры то­мата методом капельного полива (Деройтер Сидс, Голландия)

4) интенсивная энергосберегающая технология выра­щивания культуры томата методом многоярусной узкостел­лажной гидропоники МУГ-2, второе поколение.

5) интенсивная энергосберегающая технология выра­щивания культуры томата методом многоярусной узко стел­лажной гидропоники МУГ-3, третье поколение.

Анализ современных промышленных технологий за­щищенного грунта (рис. 1.2.2, 1.2.3) свидетельствует о том, что активная плодоносящая зона растения составляет 40-50 см. В течение вегетации происходит смена репродуктивных ярусов растения снизу вверх.

На растении томата в блочных теплицах с высотой за­тяжки 2,4 м, до высоты 2,2 м в течение 3-4 месяцев формируется в среднем 8-9 кистей, в течение 6-9 месячного культурооборота 16-26 кистей. Индивидуальная продуктив­ность растения составляет от 6 до 13 кг при традиционной густоте посадки.

Имеется три группы факторов интенсификации про­дукционного процесса в теплице: это интенсивные сорта, энергосжатые инженерные и технологические системы бо­лее высокого класса, гидропонные системы питания.

Применив новые интенсивные скороспелые гибриды, высокую культуру производства, оптимальную систему питания, можно ожидать выхода томатов в среднем до 50 кг/м и максимального выхода на отдельных тепличных комбина­тах до 70 кг/м2, т.е. достичь уровня тепличного производст­ва Голландии.

В современных культивационных сооружениях Голландии (см. рис. 1.2.3, 1.3) применяются шпалера высотой 4,5-5,0 м и одностебельная схема формирования растений. Репродуктивная зона в процессе культурооборота непре­рывно перемещается вверх, в наиболее освещенную часть шатра теплицы, сохраняя постоянную скорость репродукции на единицу длины стебля, урожайность при этом может достигать 60-70 кг/м2.

Рис. 1.2 Организационно-структурные схемы технологического процесса облучения и интенсификации продукционного процесса растительного ценоза (см. пояснения в тексте).

За весь период вегетации на растении формируется 25-35 кистей в зависимости от сорта, на крупноплодных сортах количество кистей меньше. В репродуктивный ярус, как правило, попадают 3 кисти в разной фенологической фазе: в стадии плодоношения, налива плодов, цветения. Индивидуальная продуктивность одного растения составляет от 15 до 30 кг, при среднем весе одной кисти 1,0-1,5 кг, общая высота растений достигает 4,8-5,0 м.

В теплицах 60-х годов с высотой шпалеры 2,4 м приме­нится формирование растений с боковыми побегами, что приводит к увеличению общей длины стебля до тех же 4,5 м. Однако в этом случае образуются менее эффективные схемы, часть синтезных ресурсов теряется, скорость роста плодов замедляется и урожай составляет 30-40 кг/м2.

В основе всех известных технологий, широко приме­няющихся в практике защищенного грунта России и за рубежом, лежит один и тот же технологический принцип — один плодоносящий ярус растения в объеме теплицы.

Поэтому считать, что применяющаяся в теплицах технология выращивания растений на шпалере высотой 4,5-5,0 м, является перспективной для тепличного овощеводства, нет оснований, т.к. потенциал данной технологии уже достигнут.

Анализ современных промышленных технологий защищен­ного грунта свидетельствует о том, что технология на высокой шпалере не может обеспечить урожайность овощей выше 70 кг/м томатов в год.

Это вызвано тем, что для получения данного урожая за культурооборот продолжительностью 10 месяцев при густоте посадки 2,5 раст./м2, урожай одного растения составляет 24 кг. При среднем весе одной кисти 1 кг, их количество равно 24. При расстоянии междоузлий 20 см, общая высота растений составляет до 4,8 м.

Опыт эксплуатации показывает, что теплицы с высотой шпалеры 4,0-5,0 м связаны с дополнительными затратами материальных и энергетических ресурсов.

Дальнейшее увеличение продуктивности связанно с интенсификацией питания, дополнительным внесением химических удобрений, что вызывает нежелательное экологическое изменение пищевых показателей продукции.

Таким образом, технология с высотой шпалеры 4,0-5,0 м исчерпала свои возможности. На смену ей уверенно приходит новая технология.

Принципиальное изменение технологии выращивания растений в теплице достигается изменением основного структурообразующего принципа технологии: количество одновременно плодоносящих ярусов растений, в одном и том же объеме теплицы, увеличивается с одного до пяти.

Закон единства и борьбы противоположностей

Принципиальная оценка технологий (рис. 1.2) показы­вает, что они обладают едиными и, в то же время, противоположными свойствами.

Рис.1.3. Зависимость продуктивности ценоза и энергетических затрат на производство единицы продукции от организации технологического процесса облучения растений в теплицах.

Затраты энергоресурсов, Мкал/кг

Рис.1.4. Диаграмма продуктивности и энергозатрат по типам технологий.

Таблица 1.1. Зависимость продуктивности ценоза и энергетических затрат на производство единицы продукции от организации технологического процесса облучения растений в теплицах.

Этот показатель принят в качестве критерия един­ства технологий. Независимо от времени и места разработ­ки, технологи стремятся к единой цели — максимальной продуктивности и минимуму затрат энергоресурсов при со­блюдении единой внутренней основы (единого количества) приведенном количестве традиционных супердетерми­нантных растений высотой 0,4 м. Разница состоит лишь в формах самовыражения авторов технологий.

В связи с этим существует единое, для всех техно­логий, приведенное количество растений на единицу площади, равное 24.

В то же время данные технологии обладают рядом противоположных свойств, что заставляет их резко конку­рировать на рынке.

Так, у Голландской технологии по сравнению с много­ярусной узкостеллажной гидропоникой:

• более высокая биомасса растений на единицу объ­ема сооружения;
• низкая линейная скорость продукционного про­цесса на единицу длины стебля в единицу времени, месяц;
• многократная разница в высоте отдельных растений;
• выше затраты энергии, материалов, труда на еди­ницу продукции.

На тепличные технологии в достаточной мере рас­пространим закон единства и борьбы противоположностей. Наиболее выраженными из них являются показатели про­дуктивности, энергетических затрат, организации ценоза, линейной скорости продукционного процесса.

В технологии многоярусной узкостеллажной гидропоники (рис. 1.5 — рис. 1.9), растения размещены в 5 ярусов в объеме теплицы с расстоянием между ярусами 40 см, при 25-30 взрослых растениях на 1 м2, рассады 80 штук.

Контрольная урожай­ность, томата и перца с одного куста составляет 1,5-6 кг (в зависимости от сорта) за оборот 105-110 дней (каждое растение формируется на три кисти), с 1 м2 получается 38-45 кг за один оборот. Количество оборотов составляет от 3 до 9, в зависимости от обеспечения радиационнольного режима, что позволяет получать урожай различных культур от 120 до 1500 кг/м2.

В теплице предусмотренно 4 отделения:

Отделение проращивания семян (1-3 суток) 1 % от площади теплицы.

Отделение сеянцев (20 суток) — 4% от площади теплицы.

Отделение рассады (20 суток) — 15 % от площади теплицы.

Овощное отделение (40-60 суток) 80 % от площади теплицы.

Что позволяет произвести в овощном отделении (360 дней / 40 дней) до 9 культоборотов растений в год!

При минимальной урожайности — 1,5 кг с одного куста, при предусмотренной густоте посадки — 24 шт. на кв. метр. Получаем 24х1,5 = 36 кг с кв. метра за 1 оборот. При максимальной загрузке теплицы в 9 культоборотов, не трудно вычислить, что возможное достижение урожайности в 324 кг. с кв. метра в год. При условии что с 1 куста урожайность 1,5 кг. Что является усредненым показателем, с запасом прочности до 6 кг, в зависимости от сорта.

В разрабатываемые нами бизнес планы вкладывается производительность — 120 кг. с кв. метра. Оставляется еще запас прочности на 4-ех кратный рост.

Рис.1.5 Блочная теплица второго поколения Т-100А-S-СП.

Потенциал технологии многоярусной узкостеллажной гидропоники по раннему урожаю в 5-6 раз превышает голландскую технологию за счет того, что при сборе урожая с первой кисти в голландской технологии возможно получение 3,75-5,0 кг/м2 при густоте посадки 2,5 раст./м2, в технологии многоярусной узкостеллажной гидропоники 25-30 кг/м2.

Рис.1.6 Блочная теплица второго поколения Т-100А-S-СП для совмещенного выращивания рассады,зеленных,грибов по технологии «Сэндвич».

При этом, начало плодоношения в технологии многоярусной узкостеллажной гидропоники ускоряется на 2-3 недели за счет коротких путей транспорта ассимилятов в растении, равного 15-20 см, максимальной интенсификации продукционного процесса за счет малой нагрузки на растение, уменьшения ценотического влияния, улучшения освещенности растений, возможности проведения от 3 до 9 культурооборотов на одном площади в течение года.

Рис. 1.7. Общий вид многоярусных узкостеллажных гидропонных установок строящегося комбината.

Технология многоярусной узкостеллажной гидропоники представляет собой растительный ценоз, имеющий пять, одновременно плодоносящих ярусов. При этом каждый ярус авто­номно получает световую, тепловую энергию, минеральное и углекислотное питание, что обуславливает его высокие продук­ционные показатели. В технологии используется принцип водной питательной пленки (тонкой струи, протекающей между корнями растений). Раствор подается тонким слоем (струей) в корневую зону растений.

Рис.1.8. Фрагменты многоярусных узкостеллажных гидропонных установок (проекты)

Рис.1.9. Технология многоярусной узкостеллажной гидропонники. Рассада томата при естественном облучении.

Рис.1.10. Технология многоярусной узкостеллажной гидропонники. Рассада томата при искусственном облучении.

В качестве корнеобитаемой среды используется торф в пластиковом горшочке объемом 0,7 л. Выращивание культур производится в специализированных отделениях в четыре стадии: всходы, сеянцы, рассада, культура.

Биометрические показатели сеянцев и рассады приводятся к параметрам нормативной модели и должны быть статистически однородны. Это обеспечивает одновременное прохождение фенофаз всеми растениями.

Технология АФИ (Россия) при горизонтальной светокультуре имеет затраты 70-90 Мкал/кг продукции. Традиционная почвенная технология в России 45-50 Мкал/кг. В голландской технологии эта величина составляет 25-30 Мкал/кг, в технологии многоярусной узкостеллажной гидропоники второго покаления (МУГУ-2) 8-12 Мкал/кг, в технологии третьего поколения (МУГУ-3) — 1,5-2,0 Мкал/кг.

Популярные статьи

Организационио-структурная схема растений на территории теплиц

Формирование высокорослого ценоза высотой 4,5 м при густоте посадки 2,5 раст/м и количестве кистей на одном растении до 30 штук, обеспечивает общую продуктив­ность 60 кг/м2 в течение 10-и месячного вегетационного пе­риода.

Преимущества Многоярусной Узкостелажной Гидропоники

Эффективно использовать объем сооружения, световую, и тепловую энергию, СО2 за счет специального формирования ценоза на базе супердетерминантных сортов томата, перца, огурца, что позволяет интенсифицировать продукционный процесс, ускорять выход урожая и увеличивать его общую величину.

Предлагаемые нами проекты

Компания Промгидропоника совместно с Институтом Градоэкопром предлагает вам реализацию следующих проектов

Тепличный комбинат для производства овощей методом мноярусной узкостеллажной гидропоники площадью 6 ГА

Предусмотрена система дополнительного искусственного облучения, предусмотрены варианты выращивания взрослых растений без дополнительного искусственного облучения и с дополнительным искусственным облучением мощностью 300 и 500 Вт/м2 пл. теплиц.

Блок теплиц круглогодичного использования площадью 6 га для выращивания растений методом многоярусной узкостеллажной гидропоники

В теплице применена прогрессивная технология — интенсивная энергосберегающая экологически чистая технология выращивания рассады, овощей, ягод, цветов, зеленных культур методом многоярусной узкостеллажной гидропоники (МУГ).

Промгидропоника © 2010 — 2021
Копирование материалов сайта разрешается только при условии указания активной ссылки на источник.

Время работы интернет-отдела:
8:00 — 17:00 по Московскому времени
с понедельника по пятницу

Время работы розничного магазина: 10:00 — 20:00 по времени Екатеринбурга без выходных

pgmgu@ya.ru
по Многоярусным Гидропонным Установкам

пн-пт с 10:00 до 20:00
сб-вс с 10:00 до 17:00

Источник статьи: http://www.promgidroponica.ru/obosnovanie_jeffektivnosti_mnogojarusnoj