СПОСОБ СОЗДАНИЯ УСЛОВИЙ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ТЕПЛОЛЮБИВЫХ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ОТКРЫТОГО ГРУНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
METHOD OF CREATION OF CONDITIONS FOR GROWING THERMOPHILIC VEGETABLE CROPS IN CONDITIONS OF OPEN GROUND AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам и устройствам защиты растений от неблагоприятных воздействий внешней среды, и может быть использовано при выращивании теплолюбивых овощных культур, в частности томатов, перца, баклажанов, в открытом грунте.
На урожайность овощных культур влияют четыре независимых фактора: влага, свет, питательные вещества и тепло.
Лимитирующим фактором при выращивании овощных культур в открытом грунте является тепло, так как света в период вегетации достаточно во всех климатических зонах, а недостаток воды и питательных веществ компенсируется поливами и подкормками.
Недостаток тепла проявляется в виде заморозков и в виде температуры окружающей среды ниже +10ºС. В первом случае растения погибают, во втором замедляют развитие и не плодоносят.
Повышение температуры окружающей среды выше +30ºС приводит к стерилизации пыльцы и опадению цветков.
Показателем, характеризующим теплообеспеченность растений, является сумма температур выше +10ºС за период вегетации. Для теплолюбивых растений она должна быть не менее 2000ºС. Этот показатель в большинстве агроклиматических районов Сибири находится в интервале 1600-2000ºС.
Существенное влияние на состояние окружающей среды оказывает ветер. Умеренное движение воздуха со скоростью до 1,5 м/с способствует равномерности газового состава возле листьев, удалению лишней влаги и опылению цветков. Сильный ветер приводит к охлаждению, иссушению листьев и почвы, создает опасность повреждения побегов.
Опасность сильного ветра, ливневого дождя и града возможна все лето. Поэтому защита теплолюбивых растений от неблагоприятных погодных условий требуется в течение всего периода вегетации. Установка укрытий на весь период вегетации ускоряет созревание плодов, позволяет дополнительно использовать до 250ºС суммарного тепла.
Задачей настоящего изобретения является создание благоприятного микроклимата в зоне растений теплолюбивых овощных культур в течение всего периода их вегетации в открытом грунте.
Известные способы и устройства для создания локального микроклимата основаны на принципе изоляции защищаемого растения от окружающей среды. Конструктивно они представляют собой различные варианты каркасных и бескаркасных светопроницаемых укрытий, предназначенных для защиты растений от возвратных заморозков, и отличаются формой и материалом покрытия. Их общим недостатком являются значительные материальные и трудовые затраты, связанные с необходимостью открытия укрытий для обеспечения вентиляции внутри них в солнечную погоду.
Известен способ выращивания теплолюбивых растений на южных склонах, защищенных от ветра естественными складками местности. В таких местах создается естественный локальный микроклимат, обеспечивающий благоприятные для растений условия. Недостаток этого способа состоит в том, что такие места с локальным естественным микроклиматом встречаются нечасто. На практике этот недостаток компенсируют созданием искусственного профилирования местности за счет формирования кулис - предварительно высаженных высокорослых растений, в междурядьях которых размещают теплолюбивые культуры. Такие искусственные профили создают внутренний микроклимат, защищая находящиеся между ними растения от ветра и солнечного перегрева. При этом, однако, возникают сложности корректировки таких параметров микроклимата, как температура воздуха и скорость ветра, а также доступ к растениям для ухода и механизации наиболее трудоемких технологических процессов обработки почвы и уборки овощей.
Известен способ создания условий для выращивания теплолюбивых овощных культур в условиях открытого грунта, заключающийся в искусственном профилировании местности путем формирования гребнистой поверхности почвы с последующим высаживанием растений между гребней. (Борисов Н.В. Сооружения защищенного грунта, их назначение и сроки эксплуатации. / Н.В.Борисов // Картофель и овощи. - 1977 - №1. - С.31). Гребни защищают растения с боковых сторон. Для защиты от заморозков по верху гребней расстилается полиэтиленовая пленка. Процесс разматывания и расстилания пленки легко механизируется.
К недостаткам данного способа относятся ограничение высоты высаживаемых растений и разрушение профиля гребней в течение периода вегетации. Способ применим только для защиты всходов, рассады или низкорослых овощных культур.
Наиболее близким к достижению поставленной цели является способ создания условий для выращивания растений (Патент США №650024 от 22.05.1900 г.), осуществляемый путем установки с наветренной стороны растений защитных экранов - двух шарнирно связанных защитных элементов, примыкающих друг к другу под определенным углом. Элементы защитного экрана выполнены из светонепроницаемого материала, предпочтительно из единой доски, причем один из элементов закреплен на опорной стойке, и устанавливаются над растениями (рядком растений) в различном положении элементов относительно друг друга в зависимости от назначения: в виде стенки - для защиты растения от ветра и обеспечения освещения его солнцем, в виде прямого или наклонного Г-образного профиля - для обеспечения вентиляции и формирования тени и в виде палатки - чтобы полностью прикрыть растение и предохранить его от ливней и мороза. Способ эффективен в зоне с высоким уровнем природного теплообеспечения и способствует снижению температуры в зоне роста растений, обеспечивает защиту растений от сильного ветра, проливных дождей и солнца.
Недостатком способа является невозможность эффективного накопления тепла в зоне растений.
Заявляемое решение устраняет недостатки прототипа и заключается в том, что способ создания условий для выращивания теплолюбивых овощных культур в условиях открытого грунта путем искусственного профилирования местности за счет установки защитных экранов, закрывающих растения сверху и с боков осуществляется, согласно изобретению, установкой на соседних рядах растений двух светопроницаемых защитных экранов зеркально внутренними поверхностями, а между верхними кромками защитных экранов имеется технологический зазор L (фиг.1), определяемый расстоянием между рядами растений и параметрами защитных экранов.
Способ базируется на наличии в зонах А, закрытых защитными экранами, более высоких температурных условий, возникающих в дневное время вследствие парникового эффекта, и двусторонней защиты растений от ветрового воздействия. Благодаря технологическому зазору L между верхними кромками защитных экранов обеспечивается достаточная вентиляция межэкранного пространства, что предотвращает превышение допустимых для растения температур и создает условия для естественного опыления цветков.
При применении двухстрочной посадки растений в ряду, для обеспечения заявляемого решения, защитные экраны устанавливаются между строк по оси ряда растений, зеркально, наружными поверхностями друг к другу, с небольшим зазором между ними для стока дождевой воды (фиг.2).
При выполнении операций по уходу за растениями и уборке урожая рабочие передвигаются между защитными экранами в зоне С. Для механизации трудоемких процессов междурядной обработки почвы возможно использование мотоблоков.
Проведенные в 2009-2010 г.г. в ГНУ СибИМЭ экспериментальные исследования показали, что предлагаемый способ создания условий для выращивания теплолюбивых овощных культур позволяет повысить выход стандартной продукции с единицы площади открытого грунта в 1,5-2,1 раза.
Наиболее близким по конструкции (прототипом устройства) является устройство для защиты растений (Патент США №650024 от 22.05.1900 г.), представляющее собой защитный экран, состоящий из двух шарнирно связанных элементов, выполненных в виде плоских поверхностей из светонепроницаемого материала, примыкающих друг к другу под определенным углом, причем один из элементов закреплен на опорной стойке.
Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает накопление положительных температур в зоне роста растений.
Предлагаемое устройство, содержащее защитные экраны и опорные стойки, представляет собой один (фиг.3) или два (фиг.4) защитных экрана, установленных на вертикальных опорных стойках 3.
Согласно изобретению защитные экраны выполнены в виде единой профилированной поверхности 1 из светопроницаемого материала, устойчивого к ветровому и солнечному воздействию (например, из сотового поликарбоната), имеющей нижний прямолинейный вертикальный и верхний криволинейный участки, жестко закрепленной на каркасе из профильных дуг 2 и продольных ригелей (на фигурах не показаны). Защитные экраны жестко соединены с вертикальными опорными стойками 3 крепежом 4. При двухстрочной посадке растений в ряду используется устройство (фиг.4) с двумя защитными экранами, установленными зеркально наружными поверхностями с обеих сторон вертикальных опорных стоек, которые устанавливаются между строками по оси ряда растений.
Используется данное изобретение следующим образом. На поле с высаженной механизированным способом рассадой овощных культур устанавливаются укрытия, выполненные в виде предлагаемых защитных экранов. В первую очередь на поле устанавливаются соответствующим образом вертикальные опорные стойки 3, к которым затем неподвижно крепежом 4 прикрепляются защитные экраны (фиг.3, 4).
В зоне роста растений А (фиг.1) обеспечивается создание локального микроклимата в течение всего периода вегетации при условии высадки рассады после прохождения срока возвратных заморозков. Профилированные поверхности защитных экранов с криволинейной верхней частью обеспечивают большую ветроустойчивость конструкции, эффективный сток дождевых осадков в прикорневую зону растений, простоту и удобство при ее установке. Кроме того, они обеспечивают защиту растений от града и ливней.
Создание более комфортных условий на защищаемых участках в течение всего периода вегетации, по сравнению с открытым грунтом, в конечном итоге обеспечивает более раннее созревание и существенное повышение урожайности при выращивании теплолюбивых овощных культур.
Для выполнения операций междурядной обработки почвы в зоне С (фиг.1, 2) возможно применение серийных мотоблоков с фрезерными рабочими органами. Операции прополки, формирования кустов и уборки урожая выполняются вручную.