Страница 9 из 10
У меня для вас сюрприз: времена изменились, и один наш умелец научился подавать в почву горячий воздух, почти не тратя энергии. Но об этом – позже. А пока давайте рассмотрим принцип работы солнечного вегетария.
Традиционная теплица имеет три главных проблемы.
1. При низком стоянии солнца (весна, осень, зима, утро и вечер), ввиду сильного отражения под острыми углами, в теплицу проникает всего 20–30% солнечной энергии.
2. Чудовищные потери тепла через покрытие и невозможность запасти его внутри теплицы приводят к огромным скачкам температуры дня и ночи.
3. Прямая вентиляция, необходимая летом, уносит весь углекислый газ, часть азота и всю влагу, испарённую листьями – отсюда постоянная нужда в поливах и удобрениях.
Вегетарий по-своему решает сразу все эти проблемы.
1. Улавливание солнца. Строится вегетарий на склоне в 15–20°, естественном или насыпном, скатом на юг или юго-восток (как на рис. 25). При размере 5 на 8–10 м это вполне реально. Кровля делается плоской, и в наши дни – из трёхслойного сотового поликарбоната. Результат: солнце падает почти перпендикулярно, отражение от плоскости минимальное – почти всё тепло остаётся в почве.
Рис. 25. Вегетарий на склоне
Но это не всё. Задняя стенка – капитальная. Собственно, это стена дома или подсобки. Она побелена, а в идеале – оклеена отражающим утеплителем. При низком солнце она – отражатель, усиливающий попадание лучей на почву.
Вы вспомнили про тёмные стены китайских теплиц, запасающие тепло? В вегетарии можно и так, но только на юге и в узком, пристенном, небольшого объёма. В ступенчатом, как на рисунках, одна стенка всё не обогреет, и тут важнее эффект отражения солнца.
Рис. 26. Устройство вегетария
Чем ниже солнце, тем сильнее эффект поглощения его энергии. Плюс плоская кровля и стенка-отражатель (рис. 26). По данным автора, приход солнечной энергии днём повышается в 4–5 раз, а утром, вечером и зимой – в 18–20 раз.
2. Проблемы тепловых скачков и углекислого газа решаются одним изящным изобретением – замкнутым циклом воздухо- и теплообмена.
Под почвой, на глубине 30–35 см, через 55–60 см друг от друга, вдоль всей теплицы лежат пластиковые (или асбоцементные) трубы. Они уложены на подушку из керамзита или щебня и продырявлены по дну, как видно на рисунке 27. Нижние их концы выведены на поверхность. Верхние соединены и подключены к вентиляторам.
Рис. 27. Трубы обогрева и вентиляции
Вспомним: нагрев почвы – самый мощный ускоритель развития растений. При температуре почвы 30 °С томаты и огурцы дают вдвое больший урожай на месяц раньше, а баклажаны – втрое больший урожай.
Так и происходит в вегетарии. Вентилятор засасывает тёплый и влажный воздух в трубы и гонит его снизу вверх. Воздух отдаёт тепло и влагу почве. Остывший воздух вдувается обратно в теплицу – и снова греется. За день почва прогревается до 30° и выше – ВСЯ ПОЧВА становится аккумулятором тепла. Его запасается столько, что хватает почти на всю ночь. Ночью вентилятор продолжает работать, подавая тепло уже из почвы в воздух.
Таким образом, без всякого отопления, при дневном морозе в –10° и ночном –15 °С, в вегетарии держится температура: днём +18 °С, ночью +12 °С. Для сравнения, в обычной теплице утром +10 °С, днём выше +30 °С, а ночью – около нуля и ниже. Главное – хорошая герметизация покрытия.
На случай сильных морозов в камеру вставляется простой калорифер и в теплицу задувается тёплый воздух. На любой форс-мажор хватает калорифера мощностью в 1,0–1,2 КВт. Но таких ночей бывает немного, да и лучше зимой выращивать зелень, не требующую подогрева.
В последние три десятка лет эта система широко используется в Европе, особенно в Скандинавии. Там тёплый воздух закачивают и в почву, и в каменный пол, и в коллекторы внутри бассейнов, и даже в стены прилежащих комнат.
Весной и даже нежарким летом тот же вентилятор в том же режиме спасает теплицу от перегрева. В почве запасается уже не тепло, а ночная прохлада. Остывшая за ночь почва днём отдаёт свою прохладу и греется, а ночью – отдаёт тепло и снова остывает. Постоянный обмен воздуха и почвы делает всю систему одним цельным тепловым буфером.
Эх, копеечная электроэнергия 60-х! По данным Иванова, бытовой вытяжной вентилятор мощностью 15–20 Вт нормально обслуживал 3–4 трубы диаметром 70–100 мм. На деле всё не так просто. Заметьте: на рисунке воздух берётся снизу и возвращается сверху. Но для теплообмена логичнее брать горячий сверху и накачивать вниз, в почву. А теплоотдача асбоцемента и пластика – мизерная, и гонять воздух надо постоянно. Опыты новосибирцев показали: тут нужны уже очень мощные вентиляторы.
3. Влажность и СО2воздуха. При открытой вентиляции, несмотря на уход и поливы, урожай снижается в 2–3 раза ниже возможного – т.е. получаемого в вегетарии. Почему? Тут два главных момента.
Первое: углекислый газ. Почти весь нужный СО2 даёт гниющая органика. Чем его больше, тем выше урожай. Именно замкнутый цикл воздухообмена накапливает в вегетарии уникальную массу СО2, которая и раскрывает весь продуктивный потенциал растений.
Второе: почвенная и воздушная влага.
Поверхностный полив, даже если он капельный, сильно теряется с испарением. Система почвенных труб – готовая система «атмосферной ирригации». Это собиратель конденсата. Проходя по прохладным трубам, тёплый воздух отдаёт массу воды – она выпадает в виде конденсата на стенках труб. А трубы дырчатые: по всей своей нижней части, через каждые 15–20 см, пробиты отверстия шириной в карандаш. Можно и поперечные пропилы сделать. Чтобы вода успевала просочиться, трубы уложены на небольшой слой керамзита или щебня.
Весь день, а летом – всю первую половину дня, вода, испарённая листьями и почвой, принудительно возвращается в подпочвенную систему, и там струйками стекает в отверстия. Тёплой водой увлажняется тёплая почва вокруг труб. Здесь, в тёплой влажной глубине, и благоденствуют корни. Внешний полив практически не нужен. Вода абсолютно свободна от жёстких солей, но обогащена аммиаком и СО2 разлагающейся органики. Органно-минеральные удобрения вносятся заранее, при подготовке почвы, и работают постепенно.
Побочный эффект: воздух в теплице постоянно влажный. Это ещё один важный фактор продуктивности. Влажность воздуха сильно уменьшает испарение через листья, и растения, разгруженные от ненужной работы, увеличивают синтез биомассы. Надо только внимательно следить за болезнями – во времена Иванова таких ещё не было!
Вентилятор разумно связать с простыми датчиками температуры, чтобы он автоматически отключался, если температурный режим в теплице близок к норме – когда температура воздуха и подземных труб выровнялась.
По данным авторов, в начале 1960-х А.В. Иванов выращивал в вегетарии лимоны, мандарины и ананасы. С 17 кв. м. вегетария – с двух 8-летних деревьев – он как-то снял 193 кг лимонов, а на следующий год – 216 кг. Это не считая тут же собранных ананасов. Удельная стоимость этого вегетария была меньше 15 долларов за кв. м.
В 1963-м на 22 кв.м. примитивного вегетария были выращены 110 кустов томатов из очень плохой рассады. Урожай составил 269 кг крупных плодов – по 12,5 кг с куста. Затем тут же выросли 110 хризантем. Не потратив ни рубля на отопление, Иванов сдал почти 3 центнера продукции. Удельная стоимость того вегетария была около 3 долларов за кв. м.