Недавно в разговоре о плодовом питомнике промелькнуло «у них теплицы пятого поколения». На мое удивление, как такое может быть, эти теплицы для питомников не годятся, последовал ответ «ну, у них же современные теплицы». Что же такое теплицы пятого поколения, зачем и кому они нужны?
Деление промышленных теплиц на «поколения» около десяти лет тому назад ввела российская фирма «Фито» (ныне ЛИС) для продвижения на рынке так называемых полузакрытых теплиц (semi-closed greenhouses). В настоящее время это деление используется тепличными специалистами в россии и других постсоветских республиках, но в остальных странах неизвестно.
Во всем мире теплицы делятся по различным признакам. Основными являются следующие:
● Самодельные или промышленно спроектированы и изготовлены.
● По виду покрытия – стекло или пластик (различные пленки или поликарбонат).
● По конструкции – отдельно стоящие (ангарные, туннельные) или блочные (multispan, венло-блок).
● По отоплению – на солнечном обогреве или с дополнительным отоплением (с помощью котлов, работающих на различных видах топлива).
● По системе обогрева – воздушное (с помощью рукавов-воздуховодов) или водяное (по системе труб).
● С применением искусственного досвечивания (светокультура) или без него.
● По технологическому уровню – низкие и высокие технологии.
Граница между высокими и низкими технологиями довольно размыта, поскольку при желании отдельные элементы высоких технологий (капельный полив, сенсоры микроклимата, гидропонику, увлажнение воздуха и др.) можно применять и в достаточно простой по конструкции теплице.
Если инвесторы вкладывают средства в строительство теплицы с целью получить прибыль, то сама теплица строится и проектируется с целью обеспечить как можно более близкие к оптимальным условиям для выращивания того или иного ботанического вида (или группы видов) растений. Невыгодно строить теплицу для выращивания огурца, чтобы спустя несколько лет переоборудовать ее под выращивание роз на срезку. Рациональнее сразу решить, что будем выращивать и в какие сроки, и проектировать теплицу именно для этой цели.
Именно так и поступил в конце прошлого века канадский производитель Хьювелинг (Houweling`s Tomatoes), когда захотел построить теплицу, в которую не будут попадать извне насекомые-вредители, чтобы можно было избежать необходимости в применении пестицидов. Совместно с голландской фирмой Kubo, производителем теплиц, была создана сначала концепция, затем и сама теплица Ультра Клима (Ultra Clima). В такой теплице почти нет вентиляционных фрамуг, а внутри поддерживается несколько повышенное давление воздуха, поэтому насекомые просто физически не могут попасть внутрь (их выталкивает воздух). Фрамуги нужны лишь для того, чтобы регулировать давление воздуха внутри. При практически закрытых фрамугах воздух быстро нагревается, поэтому для избежания перегрева растений была сконструирована довольно сложная система забора внешнего воздуха, смешивания его с внутренним до необходимой температуры и влажности и распределения по воздуховодам под лотками с растениями по всей теплице. В процессе эксплуатации первой полузакрытой теплицы оказалось, что такая конструкция позволяет значительно снизить энергозатраты. В современной теплице энергия тратится не только на поддержание температуры воздуха, но и на его осушение или увлажнение в определенные периоды, то есть, на создание микроклимата в целом. Не случайно в американском английском языке современные теплицы называются сельским хозяйством в контролируемых условиях (СЕО — Controlled Environment Agriculture).
Вот для того, чтобы объяснить отличия полузакрытых теплиц от прочих, фирма Фито и предложила деление теплиц на «поколения» следующим образом.
К первому отнесли ангарные теплицы на солнечном обогреве.
Теплица первого поколения
Ко второму – остекленные теплицы для круглогодичного использования.
Теплица второго поколения, теплицам на фото уже с полвека, их уже не используют круглый год, но они все еще в работе.
К третьему – так называемый «антрацит» (по названию города, в котором в СССР производились конструкции). Это были теплицы скопированные с голландских венло-блоков семидесятых годов, сейчас их уже почти не осталось. Высота теплиц в коньке достигала 4 м, растения выращивали, главным образом, в грунте.
Третье поколение или так называемый «антрацит», их остается все меньше, уж очень дорого обогревать
К четвертому поколению отнесли современные высокие (6-7 м) теплицы Венло (по названию города в Нидерландах, где впервые появились блочные теплицы), в которых применяется компьютерный контроль и управление параметрами микроклимата, затеняющие и энергосберегающие экраны, гидропоника… В настоящее время это наиболее распространенный тип высокотехнологичных промышленных теплиц в Северном полушарии. При этом не важен материал покрытия, они бывают как остекленными, так и пленочными.
Теплица четвертого поколения
Пятым поколением назвали полузакрытые теплицы. К настоящему времени помимо Ультра Клима в мире применяется около десятка различных концепций полузакрытых теплиц.
Полузакрытые теплицы позволяют значительно снизить энергозатраты и необходимость в проведении защитных мероприятий, в результате повышается урожайность и безопасность продукции.
Теплица пятого поколения
Однако инвестиции в полузакрытые теплицы значительно выше (примерно в два раза), чем в обычные современные теплицы (а в последние годы выросли еще больше в связи с ростом цен на металлоконструкции, стекло и пленку). Такие теплицы очень эффективны для выращивания огурца, томата, перца, баклажана. Были попытки выращивать в них землянику садовую, но распространения не получили, все же у этой культуры относительно низкая урожайность. А вот в питомниках и органических хозяйствах, где растения выращивают на полу, на столах или в грунте, полузакрытые теплицы не годятся, поскольку воздуховоды либо негде разместить, либо они мешают работе техники.
В процессе эксплуатации полузакрытых теплиц оказалось, что агрономам надо учиться применять новые технические возможности, так как условия микроклимата в них значительно отличаются от обычных высокотехнологичных теплиц (то есть, от четвертого поколения). Учеными Нидерландов за последние двадцать лет была разработана целая концепция Выращивания по-новому (Het Nieuwe Telen). Она создавалась для полузакрытых теплиц, но оказалось, что ее принципы вполне применимы и в обычных современных теплицах и позволяют значительно снизить энергозатраты.
Сравнительно недавно на рынке появились системы рекуперации тепличного воздуха. В них также происходит смешивание теплого и влажного внутреннего воздуха с холодным и сухим наружным и распределение подготовленного воздуха по пленочным рукавам, однако такие системы намного дешевле полузакрытых теплиц и их можно встроить в уже имеющиеся теплицы. (Полузакрытые теплицы надо строить с нуля.) Эти системы позволяют значительно снизить энергозатраты, но требуют от агронома иного подхода к выращиванию (упомянутого Выращивания по-новому).
Однако везде ли нужны самые высокие технологии?
Как раз опыт стран Центральной Азии показывает, что в их климатических условиях в обычных высокотехнологичных теплицах не удается получить такой урожай, как в странах умеренного климата. Теплица, которая в Украине или Молдове позволяет получить хотя бы 50 кг томата с кв.м без искусственного досвечивания, в Узбекистане или Таджикистане дает лишь 25-30 кг/м2. И дело не только в недостатке естественного освещения в зимний период. Большие проблемы вызывает жара в середине лета. Частично проблему перегревов позволяет решить так называемое адиабатическое охлаждение (pad-and-fan cooling).
Теплица четвертого поколения. Сотовая стена, которая вместе с вентиляторами обеспечивает охлаждение воздуха
С одной стороны теплицы на стене монтируются сотовые панели, которые постоянно увлажняются. Приточные вентиляторы с этой стороны теплицы и вытяжные с противоположной обеспечивают постоянное движение наружного – горячего и сухого — воздуха через панели и далее вдоль рядов растений. Вода испаряется, воздух охлаждается, поэтому температура воздуха в теплице ниже, чем снаружи. Да, температурное поле внутри теплицы менее равномерно, чем в полузакрытых теплицах, но и инвестиции значительно ниже. Такие теплицы успешно работают во многих странах с жарким климатом, включая Испанию и Узбекистан.
Еще одна причина недобора урожая – вредители и болезни растений, особенно вирусы, но она решается повышением квалификации агрономов и владельцев теплиц.
В странах Западной Европы, в Молдове и в Украине резкий рост цен на энергоносители в сезоне 2022/2023 заставил владельцев современных высокотехнологичных теплиц отказаться от круглогодичного выращивания овощей и сделать перерыв на зиму. Да, такое решение приводит к снижению общих объемов производства и перенасыщению рынка в определенные периоды, но значительно снижает энергозатраты и себестоимость продукции.
А эта современная теплица доказывает, что деление на поколения очень условно. Казалось бы, ее следует отнести к первому поколению, но в ней вполне применимы многие элементы высоких технологий, она пригодна и для овощей и ягодных культур, и для питомников, все зависит от того, как и чем ее наполнить.
В Молдове и в Украине есть немало низкотехнологичных теплиц, которые используются лишь с весны по осень. Такие теплицы обходятся солнечным обогревом, но позволяют производить дешевую продукцию, которая в летний период успешно конкурирует с высокотехнологичными теплицами. Одно из их преимуществ – возможность выращивать широкий ассортимент культур и быстро перестраиваться в зависимости от спроса. (В высокотехнологичной теплице, построенной для выращивания огурца, переход на выращивание салата потребует значительной реконструкции.) Главная проблема таких хозяйств – высокие трудозатраты на единицу продукции и трудности найти достаточно рабочих рук в сезон, когда они требуются всем.
Именно в результате роста дефицита рабочих рук и увеличения цен на энергоносители технологический уровень теплиц со временем будет только повышаться, но одновременно с ним должен повышаться и профессиональный уровень агрономов и владельцев теплиц, иначе инвестиции не окупятся.
