Это я к чему? КИСЛОРОД. Копаясь в органике, мы как-то упустили этот фактор. Наоборот, были озабочены углекислым газом – чем его больше, тем лучше! Но избыток СО2 отравляет корни. К тому же, они и сами выдыхают до 40 % почвенного СО2! Оказывается, не так всё просто. Судя по всему, кислород для корней ещё важнее. Возможно, это одна из основ умного растениеводства, которую нам ещё предстоит ввести в практику.
Как это может выглядеть? Российский эксперимент – купольная аэропонная теплица «Кристалл» под Калугой. Там овощи растут на аэропонике в несколько этажей. Мечтаю увидеть её лично.
БИОПОНИКА – не просто гидропоника с настоем биогумуса вместо минералки. Такой раствор невозможно проконтролировать в смысле микробов и постоянства состава. Идея простая и кондовая: сверху – слой органического субстрата, снизу – вода или слабый питательный раствор. Верхние корни – питающие – растут в органике, нижние – водяные – сосут воду из нижнего сосуда, который наполняется периодически. Такой вот гибрид-симбиоз, и контролировать особо ничего не надо.
Технически это воплощается по-разному. Самое простое – сыпать органику, как мульчу, на поверхность сосуда с керамзитом и иногда опрыскивать её водой – растворять. Нижняя часть сосуда погружается в притекающий раствор. Делаются также специальные двухэтажные сосуды для растений. Главное – вовремя подавать воду и поддерживать влажность сверху.
Многие высокотехнологичные проекты используют солнечные батареи, применяют новейшие материалы с особыми оптическими свойствами. Некоторые уже напоминают автоматизированные овощные фабрики.
Вообще, энергия солнца и ветра – тоже тема, да ещё какая! Но не моя. Тут я просто жду чудес.
Как видим, овощеводство движется в сторону биологизации и особой умности укрытий, соединяя всё это с электроникой, автоматикой, а скоро и с кибернетикой. Куда нам от этого деться? Думаю, это неизбежно. В Дубне уже созданы и испытаны «звёздные батареи». Они переводят в электричество до 90 % солнечной радиации. Если им не дадут сгинуть, мы получим практически неограниченную энергию – хоть под землёй сады разводи. Свет будет почти бесплатным.
Кстати, надо сказать пару слов и о свете.
Глава 5Искусственный свет
Сколько света нужно рассаде?
Главное, чего нам не удаётся себе представить, это то количество света, при котором рассада не будет тянуться. Да и комнатные растения тоже.
Сея семена в феврале и марте, мы все задним умом думаем о дополнительной подсветке. На подоконнике рассада точно вытянется. Почему? Как её досвечивать, чтобы не тянулась? В этом помогла разобраться гидропонная установка «Домашний сад». Она показала, что значит достаточное освещение. Это значит – дать прямой солнечный свет апреля-мая.
Вот грубая, но наглядная прикидка. Мощный светодиодный светильник в 26 Вт по свету примерно равен лампе накаливания в 250 Вт. Два таких светодиода, расположенные рядышком, дают примерно 5000 люмен светового потока. Осветив ими площадь в 0,1 м2 с высоты 20–30 см, получаем 50 000 люкс – как раз как на солнце в ясный майский день под Москвой. Именно такую освещённость вы видите на рисунке 53. Именно тут, в установке «Домашний сад», салат не тянулся, а рос зелёным и мощным, не останавливаясь в развитии. Такая же будет и рассада.
Тот же салат на юго-восточном подоконнике вытянулся, остался бледным и прекратил рост (рис. 54). Дело было в октябре. В мае салат здесь, возможно, выглядел бы чуть получше, но ненамного: света мало, падает он всего часа четыре и только с одной стороны. А должен – сверху и весь день.
Рис. 53
Чтобы сымитировать солнце, на квадратный метр нужно 20 светодиодных светильников по 26 Вт. Вот при таком свете рассада не будет тянуться вообще. Расход энергии – больше 500 Вт в час. Нехило! Ну, ладно, пусть 10 светильников плюс окно и плюс отражающая плёнка с трёх сторон. Представили?
Если же просто повесить одну люминесцентную лампу в 7–9 Вт над квадратным метром, света будет меньше в десятки раз. Это будет густая тень. Тень – это в 50 раз темнее, чем на солнце. Вот потому наша рассада и тянется.
Рис. 54
Но даже 10 мощных светильников на квадрат – это, братцы мои, кусается. Даже самые дешёвые на сегодня светодиоды фирмы Накаи – всё равно дорого, да и попробуй их найди. Конечно, они скоро подешевеют. А что делать сейчас?
Предлагаю компромисс – по крайней мере, для зон с солнечной весной. Первое: пока рассада растёт на подоконнике, отгородите её от мрака комнаты лёгкими щитками из отражающей плёнки. Отразите на рассаду солнце дня и ламп. Света прибавится сразу вдвое – вот уже достаточно пяти светильников. Второе и главное: не надо спешить с посевом. Убедился: это ничего не даёт. Сила солнца весною удваивается каждый месяц. Более поздняя рассада всегда догоняет и перегоняет раннюю: у неё больше и света, и тепла. Томаты, посеянные прямо в грунт под бутылки, обычно быстро догоняют рассаду и потом растут ещё мощнее.
Рассудим просто. Когда деревья начинают распускать листья? Вот в этот момент свет солнца оптимален для фотосинтеза. Когда у них самый быстрый рост побегов? В это время оптимально сочетание света, тепла и влажности почвы. У нас на юге это май и первая половина июня. С середины июня начинается солнечный стресс. Значит, ЗАДАЧА СТЕПНЫХ ЮЖАН – ПОДДЕРЖИВАТЬ В ОГОРОДЕ ВЕЧНЫЙ МАЙ. Я делаю это с помощью притеняющих сеток.
А ЗАДАЧА ОБЛАЧНЫХ СЕВЕРЯН – ДОБАВИТЬ СВЕТА РАССАДЕ, ТЕПЛА И БЕЗВЕТРИЯ ГРЯДКАМ, особенно весною. Тут нужны ветрозащитные стены, а сверху – плёнки и карбонат, но обязательно с коньковым проветриванием: летом теплицы везде превращаются в сауны. Сетки на кровле тут пригодятся только на июль – притеняться в случае особой жары. Стены из сеток хороши в любой зоне.
Итого. И в облачном Нечерноземье, и в Сибири с солнцем проблем нет – не хватает именно тепла, весеннего и осеннего. На юге всё жёстче. Недостаток тепла – стресс весны и осени. Избыток тепла – великий стресс лета! В наших привычных укрытиях ИК-излучение солнца вызывает дикие скачки температуры.
Значит, наша задача – изобретать способы сезонного выравнивания инфракрасного притока: весною его улавливать, летом отсекать, осенью снова ловить. Тут в зачёте пока только сетки и карбонат.
Ещё идеи есть?
Светодиоды
Почему именно светодиоды, а не энергосберегающие лампы? Во-первых, светодиоды в разы экономичнее, эффективнее и долговечнее. Во-вторых, они могут давать любой спектральный состав света. В-третьих, рынок э/с ламп уже сворачивается, а рынок светодиодов быстро растёт.
Мой знакомый природник и садовый мастер Фёдор Рябинин, исследовавший эту тему, пишет о светодиодах следующее.
«Существуют различные типы светодиодных светильников с мощностью от 20 до 300 Вт. Эти светильники являются самыми экономичными по потреблению электроэнергии – почти на порядок экономичнее ламп накаливания.
Наша задача – изобретать способы сезонного выравнивания инфракрасного притока: весною его улавливать, летом отсекать, осенью снова ловить. Тут в зачёте пока только сетки и карбонат.
Светодиоды позволяют максимально точно воспроизвести нужный растениям спектр света, что способствует фотохимическим процессам, заметно ускоряя рост. Синяя и красная области света особенно важны для роста растений. Синий свет влияет на развитие корневой системы, а красный способствует развитию листьев и росту побегов. В некоторых случаях нужна и зелёная часть спектра. А поскольку светодиоды выделяют мало тепла, почва и листья почти не нагреваются, и можно помещать светильники очень близко к растениям.
Единственным, но довольно существенным, на мой взгляд, недостатком светодиодных фито-светильников является их высокая стоимость. Со временем, я уверен, она снизится в десятки раз. Ну а пока, существенно снизить затраты вам поможет самостоятельное изготовление этого «чуда техники». Вот только светодиоды придётся поискать. Обычные светодиоды выпускают без отбора по длине волны излучаемого света, да и мощность у них – тысячные доли Ватта. Нам нужны мощные светодиоды с гарантированными параметрами длины волны. Я выбрал следующие: 3GR-R 655-660nm – красный, 3GR-B 440-447nm – синий, 3GR2C-B 445-450nm – синий. Собрать из них светильник – в 3–4 раза дешевле и намного эффективнее готового магазинного решения.
Светодиоды 3GR-R и 3GR-B бывают с разными углами рассеивания света: 50°, 70° и стандартный 120°. Для фито-светильника нужны широкоугольные линзы на 120°.
Наконец, конструируя фито-светильник, стоит учесть, что различные культуры требуют различного света. Так, для огурцов оптимальное соотношение синего (400–500 нм), зеленого (500–600 нм) и красного (600–700 нм) излучения составляет 20:40:40 %, а для томата – 20:15:65 %».
Лампы «Рефлакс»
Среди разных несветодиодных ламп самые эффективные – газоразрядные натриевые. «Рефлакс» – видимо, на сегодня самые эффективные из газоразрядных ламп. Изобрёл их наш инженер В.М. Пчелин, его видео есть в сети.
От обычной лампы световой поток распространяется во все стороны, и 2/3 его теряются попусту. Такой свет нам не нужен – нужен направленный. Для этого применяются отражатели. Хороший отражатель усиливает освещённость своей зоны в 2–3 раза. Но беда в том, что внешние отражатели быстро портятся и пачкаются, и их эффект сходит к нулю. Ещё хуже, что загрязняются сами лампы – сверху на них образуется слой пыли. В итоге уже через год светильник светит вполовину хуже, а дальше – ещё хуже.
Выход – поместить зеркальный отражатель внутрь самой лампы. Тогда он будет вечным. При этом надо достичь идеальной формы колбы и отражателя для максимального отражения и равномерного потока света. И ещё надо, чтобы отражённый свет не падал на саму световую трубку лампы. Это и сделал Пчелин, создав колбу уникальной формы. Её КПД отражения – 95 %. То есть почти весь свет отражается наружу!