Source material

Контролируемая окружающая среда

1. 9.1 Типы теплиц

   Original publication 2021 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   Отдельностоящие теплицы бывают различных форм и размеров (рис. 24). Выбор теплицы зависит от снеговой нагрузки и скорости ветра конкретного места. Отдельно стоящие теплицы стоят дешевле, чем более крупные структуры, и легче оптимизировать параметры окружающей среды для различных видов сельскохозяйственных культур. В случае использования нескольких автономных структур требуются более строгие санитарные протоколы, с тем чтобы предотвратить перенос насекомых-вредителей и болезней между структурами работниками.

   

   Теплицы, соединенные с желовом, обеспечивают более эффективное использование пространства и снижение общих расходов на отопление в зимний период по сравнению с резервными конструкциями (рис. 25). Первоочередная стоимость этого стиля теплицы высока и может быть дорогостоящей для производителей при ограниченном бюджете.

   В теплицах есть одна стена, которая граничит со зданием. Уменьшение света не является серьезным, если темная стена является северной стеной. Эти типы конструкций могут быть полезны для развязанных аквапонных систем, так как параметры окружающей среды могут контролироваться независимо в каждой конструкции.

   

   • Источник: Джанель Хейгер, Ли Энн Брайт, Джош Дуски, Джеймс Тидвелл, 2021 год. Университет штата Кентукки. Руководство по производству аквапоники: практическое пособие для производителей. *

2. 9.2 Варианты покрытия парниковых газов

   Original publication 2021 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   Тепличные покрытия изготавливаются из различных материалов, включая стекло, жесткий пластик (стекловолокно, поликарбонат или акрил) и пластиковые пленки. Соответствующий выбор зависит от вашей климатической зоны и бюджета. Регионы с более холодным климатом потребуют покрытия, обеспечивающие повышенную изоляцию и низкую теплоотдачу, измеряемую по величине R и U-значениям соответственно. Значение R измеряет степень изоляции материала. Чем выше значение R, тем больше изоляции обеспечивает материал. Значение U количественно определяет теплоотдачу и описывает, сколько тепла теряется или получает. Материалы с более низким значением U будут более энергоэффективными. Приблизительно 75% пластика, используемого для покрытия теплиц в США, представляет собой надутый воздухом двухслойный полиэтиленовый пластик. 6мл полиэтиленовое пластиковое покрытие является недорогим и имеет значение R 1,4 и U-значение 0,5 (высокая теплоизоляционная способность и энергоэффективность). Однослойное стекловолокно является умеренно дорогостоящим и имеет значение R 0,83 и значение U 1,2 (умеренная теплоизоляция и энергоэффективность) (таблица 11). Выбор подходящего материала для вашей климатической зоны имеет решающее значение для снижения затрат на отопление в зимний период. Стоимость энергии является вторым по величине производственным расходам, как раз за рабочей силой.

   Таблица 11: Сопоставление тепличных стекловых материалов.

   • Источник: Джанель Хейгер, Ли Энн Брайт, Джош Дуски, Джеймс Тидвелл, 2021 год. Университет штата Кентукки. Руководство по производству аквапоники: практическое пособие для производителей. *

3. 9.3 Варианты отопления и охлаждения

   Original publication 2021 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   

   Отопление: Для мелких производителей или производителей задних размеров внедрение пассивной системы отопления может помочь сократить расходы на отопление в холодные месяцы. В этом типе системы солнечный свет попадает в южную стену. Северная стена имеет светоотражающий материал для улавливания и хранения тепла. Черные бочки, наполненные водой, поглощают тепло от солнечного света в течение дня и медленно отпускают тепло в ночное время. Термозанавески можно повесить на южную стену, чтобы затопить тепло ночью (рис. 26). Хотя эта практика полезна для сокращения расходов на отопление, она не будет практичной для крупных производителей, поскольку она занимает ценное производственное пространство на объекте и не способна поддерживать стабильную и надежную температуру.

   Крупным производителям, которые имеют круглогодичное и стабильное производство, необходимо поддерживать температуру независимо от того, что может быть получено от солнца. Принудительные воздухонагреватели, работающие на природном газе, пропане или электричестве, чаще всего используются в США. Эти нагреватели контролируют температуру воздуха с помощью термостата. Радиационные нагреватели, такие как древесные или газовые бройлеры, контролируют температуру путем перекачивания горячей воды через трубы, расположенные по всей конструкции. Бройлеры популярны, так как древесина является дешевым источником топлива по сравнению с нефтью или природным газом.

   

   _Охлаждение: _ Комбинация ручной и автоматической вентиляции является наиболее экономичным способом охлаждения теплицы. Варианты вентиляции включают бортовые стороны, потолочные вентиляционные отверстия и вентиляционные отверстия вдоль длинного конца теплицы.

   Вентиляторы с принудительной вентиляцией вытягивают воздух по всей длине теплицы с помощью вентиляционных отверстий с термостатом на противоположном конце. Испарительные охладители являются относительно недорогим способом обеспечения охлаждения структуры в жарком, сухом климате. Испарительные охладители работают, вытягивая наружный воздух через влажную стену, охлаждая воздух по мере его поступления.

   Мокрые стенка представляет собой каркас, содержащий гофрированный картон или синтетический материал, насыщенный водой, капающей по его поверхности (рис. 27). Избыток воды собирается в резервуар и откачивается обратно через картон. Стены испарительного охлаждения неэффективны в климатических условиях с высокой температурой и высокой влажностью.

   • Источник: Джанель Хейгер, Ли Энн Брайт, Джош Дуски, Джеймс Тидвелл, 2021 год. Университет штата Кентукки. Руководство по производству аквапоники: практическое пособие для производителей. *

4. 9.4 Внутреннее производство

   Original publication 2021 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   

   Перемещение производства в изолированное здание подходит для производителей, которые хотят быть рядом с городскими рынками, иметь нехватку пахотных земель или жить в климате, не пригодном для наружного или тепличного производства.

   Независимо от того, где растение выращивается, оно по-прежнему требует оптимальных условий для достижения максимального потенциала урожайности. В дополнение к описанным выше мерам контроля производители должны также обеспечивать свет, подходящий для оптимального роста растений. Для растений свет стимулирует прорастание семян, производство продуктов питания, цветение, производство хлорофилла, утолщение ветвей и листьев.

   Фотосинтез стимулируется типом и частотой получаемого света. Свет излучается в виде волн фотонов, или пучков энергии. Количество энергии в каждом фотоне определяет длину волны от гребня до гребня. Низкие энергетические волны излучают синий свет (400 нм), а более высокие энергетические волны излучают красный свет (700 нм). Растения используют длины волн 400-700 нм. Синий и красный свет требуется в различных соотношениях в разные периоды жизни растения. Голубой свет в первую очередь отвечает за вегетативный рост. Красный свет вызывает удлинение клеток, вегетативный рост и цветение.

   Традиционные лампы растительного происхождения - это флуоресцентные (FL) или высокоинтенсивные разрядные (HID) светильники. Компактные луковицы T5, T8 и T12 FL используются в основном для размножения семян или вегетативного роста. HID светильники часто продаются для размещения как металлических галогенов (MH), так и натриевых ламп высокого давления (HPS). Свет производства ламп MH 400-550, подходит для вегетативного роста. Свет, производимый лампами HPS, обеспечивает свет в желтом, оранжевом и красном спектре, более подходит для цветения и плодоношения. Оба лампы FL и HPS имеют срок службы 20 000 часов и генерируют значительное количество тепла.

   Достижения в области производства ламп для выращивания растений сделали производство в помещениях более рентабельным благодаря повышению энергоэффективности и повышению урожайности растений. Индукционные светильники (IND) похожи на лампочки FL, но стали более популярными, так как у них нет электродов, что позволяет им продержаться значительно дольше (75 000 часов). Они также откладывают гораздо меньше тепла и являются более энергоэффективными. Светоизлучающие диоды (LED) фонари когда-то были слишком дорогими для многих производителей; однако теперь они считаются стандартом для ламп растительного роста. Светодиодные фонари работают, пропуская электрический ток через два полупроводника (один положительный, один отрицательный), которые затем излучают свет. Спектр может быть набран в то, что требуется растению на разных стадиях, улучшая качество и урожайность урожая. В дополнение к повышению энергоэффективности, светодиодные фонари имеют срок службы более 100 000 часов.

   Исследование, проведенное в Университете штата Кентукки, сравнивало рост шести листовой зелени и энергопотребление для FL, MH, IND и светодиодных светильников. Светодиодные фонари произвели значительно больше биомассы растений (г/м2) по сравнению с тремя другими лампами (Рисунок 28: KSU неопубликованный, Oliver et al. 2018). По мере того, как стоимость светодиодных ламп продолжает снижаться, затраты на производство внутренних установок также сократятся.

   • Источник: Джанель Хейгер, Ли Энн Брайт, Джош Дуски, Джеймс Тидвелл, 2021 год. Университет штата Кентукки. Руководство по производству аквапоники: практическое пособие для производителей. *