Современные теплицы: новые технологические решения как гарантия высокого урожая

Популярные материалы для покрытия

Современная промышленная теплица значительно отличается от примитивной конструкции, широко распространенной в России всего 20 лет назад. Сегодня передовые технологии обеспечивают оптимальные условия для выращивания сельскохозяйственных культур и позволяют аграрию сэкономить значительную часть ресурсов. Как результат, число тепличных хозяйств в стране растет в геометрической прогрессии, увеличивается их производительность и эффективность.

К числу основных направлений инноваций, предназначенных для строительства теплиц, относят материалы покрытия, обладающие высокой светопроницаемостью, термоизоляцией и устойчивостью к атмосферным воздействиям. Они призваны обеспечить равномерное освещение и надежную защиту растений, снизить затраты на отопление и увеличить долговечность конструкции.

Среди самых распространенных материалов можно выделить поликарбонат — прочный, легкий, устойчивый к УФ-излучению и доступный по стоимости. Например, теплицы часто возводят из листов сотового поликарбоната, состоящего из нескольких параллельных пластин, разделенных тонкими перемычками. За счет воздуха в образовавшихся ячейках обеспечиваются высокие теплоизоляционные свойства материала. Свои преимущества есть и у монолитного поликарбоната, который обладает лучшей светопропускающей способностью.

Теплицы XXI века оборудованы системами автоматизации для контроля температуры, влажности, освещения и полива. Они позволяют настраивать ключевые параметры микроклимата, включая концентрацию углекислого газа. Благодаря установленным датчикам внутренний климат теплицы регулируется без прямого вмешательства человека, что исключает вероятность ошибки. Возможности умных систем постоянно расширяются, и теперь они могут отвечать за такие операции, как внесение удобрений, контроль вредителей и болезней. Все это способствует оптимизации условий для роста растений и повышению их урожайности.

Конструкции, в которых автоматизированы основные этапы выращивания сельхозкультур, принято относить к теплицам пятого поколения. Это понятие не закреплено официально, но дает представление об уровне оснащенности конкретного хозяйства. 

Системы освещения теплиц

Основополагающей характеристикой современной теплицы является система освещения, от эффективности работы которой зависят реакции фотосинтеза растений и скорость их роста. 

Одним из наиболее технологичных решений признаны светодиодные лампы, состоящие из полупроводниковых излучателей красного или синего спектра, собранных в одну цепь. Они отличаются низким энергопотреблением, ограниченным тепловыделением, высоким коэффициентом полезного действия и безопасностью.

Металлогалогенные лампы создают естественный световой спектр для роста и развития растений на всех стадиях. Их преимущества — высокая светоотдача, мощность, универсальность и длительный срок службы.

Повысить эффективность освещения теплицы и снизить затраты на энергоносители можно разными путями. Но в первую очередь аграрию необходимо определить оптимальную планировку будущей конструкции. При строительстве зимней теплицы рекомендуется ориентировать ее коньком (верхний стык двух скатов кровли) с востока на запад, а весенней — с севера на юг. Такое расположение обеспечивает наилучшие условия освещенности как в холодные месяцы, так и в период возможных перегревов.

Варианты отопления

Наиболее распространенным способом отопления теплицы в России считается газовое отопление с использованием специальных котлов или конвекторов. Нередко аграрии задействуют твердотопливные котельные установки, где в качестве горючего выступают древесина, уголь или пеллеты. Обогрев теплиц ведется и при помощи электричества, когда в ход идут различные обогреватели: тепловые пушки, электрокотлы, электрокалориферы, инфракрасные обогреватели, системы «теплый пол». 

Широкое распространение сегодня получили инфракрасные излучатели, позволяющие равномерно прогревать все пространство теплицы. Безусловным их преимуществом является возможность заранее программировать необходимые параметры. Многие эксперты признают ИК-обогреватели самым перспективным, экономичным и безопасным способом отопления. Благодаря ему у хозяйства есть возможность продлевать сезон сбора урожая в теплицах на три-четыре месяца или работать круглый год.

Интеграция в системы отопления альтернативных источников энергии, таких как солнечные панели и геотермальные насосы, значительно сокращает потребление традиционных видов топлива. Инновации обеспечивают хозяйству энергетическую независимость и рост рентабельности. 

В странах с холодным климатом целесообразен вариант применения теплового насоса, использующего грунт или подземные воды как источники низкопотенциальной теплоты. Они сначала накапливают энергию солнца, а потом подолгу ее хранят на глубине ниже точки промерзания. Тепловые насосы, работающие на возобновляемой энергии, гораздо выгоднее других альтернативных отопительных систем. 

Сколько стоит построить теплицу, срок окупаемости

Расходы на строительство современной высокотехнологичной теплицы сегодня по карману не каждому хозяйству. Даже богатые агрохолдинги привлекают для этих целей крупных инвесторов или обращаются за поддержкой к государству, предлагающему программы льготного кредитования и гранты. Простому фермеру на возведение одной небольшой конструкции придется потратить не менее 100 тыс. рублей, а если он планирует сотрудничество с ретейлом, понадобится как минимум четыре теплицы.

Эксперты предупреждают, что инвестиции в строительство теплиц сопряжены с определенными рисками, в том числе финансовыми и эксплуатационными. Серьезной проблемой для аграриев часто становится и долгий срок окупаемости — в среднем от трех до семи лет.

В то же время этот бизнес признан одним из самых рентабельных направлений сельского хозяйства в России. Он дает возможность получать урожай овощей, грибов, зелени или ягодных культур круглый год, а затем реализовывать свою продукцию на самых выгодных условиях. Но главной составляющей успеха, как показал опыт ведущих тепличных хозяйств страны, остается приверженность передовым технологиям.

1. Волченков А. И. Анализ строительных решений фермерских теплиц круглогодового использования // Научный журнал молодых ученых. — 2017, № 1 (8).
2. Данилов Р. В., Вольнова Н. Ю., Дудакова Ж. М. «Умная теплица» как одно из ключевых направлений применения совокупности программно-аппаратных решений и роботизированных интеллектуальных технологий выращивания сельскохозяйственных растений в закрытых системах // Молодежный вектор развития аграрной науки: материалы 72-й национальной научно-практической конференции студентов и магистрантов. — Воронеж, 2021. 
3. Кабанов А. А. Система удаленного управления теплицей // Актуальные проблемы современной науки: материалы IV региональной  научно-практической конференции. — Омск, 2021.
4. Карпов В. А., Соргутов И. В. Энергоэффективные технологии при строительстве промышленной теплицы // Вестник науки. — 2024, том 5, № 6 (75).
5. Комарова Ю. О. Анализ подходов к автоматизации технологических процессов работы теплиц //  Молодой ученый. — 2024, № 4. 
6. Савчук И. В., Халина Т. М., Филимонов К. И. Анализ теплоэнергетических параметров тепличных комплексов // АгроЭкоИнфо. — 2023, № 2 (56). 
7. Пенджиев А. М. Возможности экономии тепловой энергии в теплицах сельскохозяйственных предприятий // Научный результат. Экономические исследования. — 2018, № 1.