Головною технічною задачею тепличного бізнес-господарства є цілорічне забезпечення оптимальних кліматичних умов для вирощування овочів. Інакше кажучи, теплиці повинні забезпечити штучний клімат відповідно до вимог агротехніки. При цьому кліматична і агрокультурному оптимізація, що досягається в теплицях, в рази інтенсифікує виробництво, що дозволить отримувати з одиниці площі урожай, значно більший, ніж на відкритому грунті, і, головне, цілий рік.
Конструктивно сучасні промислові бізнес теплиці мають спільні особливості – це, як правило, галерея з двосхилим дахом або напівциліндр, з дверима на фасадній стороні. Висота – в людський зріст або трохи вище. На відміну від традиційної форми, у вигляді скляного будиночка, напівциліндричні теплиці краще справляються зі снігопадом, сильним боковим вітром, зручніше миються, простіше виготовляються і монтуються.
Втім, тепличний бізнес, як сільськогосподарська система, – далека від досконалості. Найбільш оптимальними, з точки зору поглинання сонячної енергії, вважаються односхилі теплиці (гелеотеплиці), але їх великим мінусом є нерівномірність освітлення в різні години і пори року. Втім, не далекий той день, коли бізнес теплиці, в боротьбі за енергозбереження, будуть обертатися навколо власної осі, підлаштовуючись за траєкторією сонця.
На сьогодні найбільшою проблемою в овочівництві на закритому грунті є системи штучного клімату, насамперед, опалення та освітлення. Висока ціна, яку вимагають опалювальні системи, можуть звести на «ні» саму ідею тепличного бізнесу.
У нашій країні виготовляють і використовуються різні системи опалення – газове, водяне, інфрачервоне. Останні вважаються найбільш переважними, оскільки імітують сонячне освітлення в інфрачервоному спектрі. Ну а вибір способу опалення, як правило, пов’язаний з кліматичними зонами.
Колись єдиним матеріалом, що пропускає сонячне світло, необхідне рослинам для фотосинтезу, було скло – матеріал, на жаль, дуже крихкий і важкий. Протягом майже двох століть саме склом покривали, спочатку, оранжереї для вирощування квітів, а потім і промислові теплиці. Для цього доводилося будувати досить потужні металоємні конструкції, тінь від яких займала до 15% тепличних площ. До того ж скляні вітражі легко руйнуються градом і сильним вітром.
В даний час в теплицях альтернативою склу є стільниковий полікарбонат та плівки з поліетилену. Відомо, що панелі із стільникового полікарбонату здатні витримати удар двох сантиметрової крижаної градинки, яка летить зі швидкістю ураганного вітру (30 метрів в секунду). До інших переваг стільникового полікарбонату відносять його конструктивні властивості – пластичність, легкість, міцність, що дозволяє зводити легкі конструкції теплиць без шкоди надійності. Деякі сорти полікарбонату здатні витримати навантаження до 60 кілограм на квадратний метр, що досить актуально взимку.
Це ж в якійсь мірі поширюється і на плівки із спеціального поліетилену, які, хоч і поступаються полікарбонату по міцності, але зате значно дешевше його. Однак низькі експлуатаційні якості плівки, насамперед малий термін служби (до 3-років), часом зводять на «ні» дешевизну покриття. Крім того, звичайна плівка в холодні ночі «плаче» навіть влітку, а 4 міліметровий стільниковий полікарбонат не поступається по теплозахисту сучасним склопакетам, які встановлюють у металопластикові вікна.
Але, справедливості заради, слід сказати, що нова тришарова спеціальна світлостабілізуюча повітряно-бульбашкова плівка має внутрішнє покриття антифог від утворення конденсату. Завдяки наявності, в плівці повітряних бульбашок значно поліпшені її термозахисні властивості.
Саме легкість і міцність нових матеріалів зробили вплив на спрощення конструкції теплиць, що позначилося на кількості сонячного світла яке пропускають теплиці (тінь в нових теплицях не перевищує 6%). Ну а європейська аграрна асоціація, хоч і з застереженнями, оцінює збільшення врожаю в теплицях пропорційно скороченню тіні.
Плюс до цього змінюється якість сонячного світла, проникаючого в теплиці крізь полімерні матеріали. При активному сонці поліетилен, на відміну від скла, працює, як світлофільтр, що пропускає світло з довгою хвилею, більше 5000 нм. Це найцінніший спектр сонячного світла – інфрачервоне випромінювання, яке, власне, і сприяє парниковому ефекту. Відомо, що ці промені вкрай необхідні для нормального запилення комахами вирощуваних культур. Навпаки – хвилі, довжиною менше 390 нанометрів, що знаходять в спектрі ультрафіолетового випромінювання і є найнебезпечнішими для рослин і людини, затримуються полікарбонатом майже на сто відсотків.
Установка теплиці:
Виявляється, від того, як буде проведена установка теплиці, залежить її ефективність. Як правило, при установці теплиці фермери, дачники, городники орієнтуються на деякі архітектурні поняття – паралельно або перпендикулярно дому, паркану, дорозі і т.д. Однак, існує певний порядок, як орієнтувати теплиці відносно сторін світу.
Якщо теплицю розмістити фасадом на північ або південь, а світлопрозорі скати – відповідно – на схід і захід, то ця орієнтація отримала назву «меридіональної». Якщо ж скати дивляться на північ і південь (перпендикулярно меридіональної установки теплиці), то орієнтацію називають широтною. Вважається, що на територіях, на північ від 60 ° північної широти найбільша ефективність досягається при широтній орієнтації, південніше – меридіональна. Крім того, треба робити поправку на розу вітрів, якщо така є, таким чином, щоб вітер «дув» на фасади; і, природно, треба враховувати відстані між найближчими будови і деревами, щоб тінь від них не падала на теплицю.
Для теплиць розроблені наступні методи вирощування овочів: грунтовий, на тюках з соломи, субіррігаціонний (або методом підтоплення), гідропоніка, тощо. Однак, крім загальноприйнятого грунтового способу на природних або штучних грунтах, інші агрокультури в наших теплицях застосовуються крайньому рідко, скоріше відносяться до екзотики і до предмета лабораторних досліджень.
Саме широке поширення набуло застосування в теплицях (в основному для огірків) органо-мінерального грунту – суміші торфу (1/2 об’ємна частина), з піщаним грунтом (1/4 об’ємна частина) і гнойового компосту (1/4 об’ємна частина). Для його знезараження, грунт щільно накривають термостійкої плівкою, і протягом 10 годин обробляють парою – так, щоб суміш прогрілася до 70 С.
До речі, саме огірки, як агрокультура, користуються особливою популярністю, як у овочівників, так і споживачів. Вважається, і не без підстав, що огірки найбільш врожайна і рентабельна культура. Вони швидко ростуть, не настільки вимогливі до світла і, головне, можуть вирощуватися практично на всій території країни. Тому в зимово-весняний час огірки займають левову частку в теплицях – до 90%. Голландці – лідери овочівництва на закритому грунті – вважають, що найголовніше – це ідеальний штучний клімат і правильний полив.
Підтримувати в теплицях умови, сприятливі для тих чи інших овочів (по вологості, по світлу і т.д.), в Україні (коли на вулиці похмуро майже всю зиму мінусові температури, а в теплиці потрібно яскраве світло і + 28 градусів Цельсія) часом – просто неможливо. Або це чревато дуже високою собівартістю кінцевого продукту. Тому, власне, огірок і став найкращим вибором.
Конкурувати з Європою, де клімат дуже м’який і взимку досить багато сонячних днів, Українським овочівникам буде дуже важко. Тому майбутнє за успішними науковими розробками в галузі альтернативної енергетики, нових світлопрозорих матеріалів, селекції та гідропоніки.
Потрібно сказати, що електрична енергія і вуглеводнева сировина, необхідні для опалення теплиць, буде тільки дорожчати. Очевидно, рано чи пізно овочівники на закритому грунті зіткнуться з цією проблемою, причому лоб в лоб – дуже гостро. Запитання, як акумулювати сонячну енергію влітку, щоб віддати її взимку – дуже скоро стануть найактуальнішими. Західні вчені вважають, що найефективнішим і екологічно чистим є метод перетворення сонячної енергії в водень з подальшим його зберіганням у спеціальних резервуарах.
