В 1950-х г. киевский учитель физики, Александр Васильевич Иванов, создал свой первый вегетарий. В конце 60-х ему удалось получить патент. Традиционная теплица имеет три главных проблемы:
1. При низком стоянии солнца (весна, осень, зима, утро и вечер), ввиду сильного отражения под острыми углами, в теплицу проникает всего 20-30% солнечной энергии.
2. Огромные потери тепла через покрытие и невозможность запасти его внутри теплицы приводят к огромным скачкам температуры дня и ночи.
3. Прямая вентиляция, необходимая летом, уносит весь углекислый газ (главное питание растений!), часть азота и всю влагу, испарённую листьями – отсюда постоянная нужда в поливах и удобрениях. Солнечный вегетарий решает сразу все эти проблемы.
Проблема
1. Строится вегетарий на склоне в 15-20°, естественном или насыпном, скатом на юг или юго-восток (рисунок). При размере 4 на 5 м это вполне реально. Кровля делается плоской – стекло, а лучше сотовый поликарбонат – вот где он действительно незаменим! Результат: солнце падает перпендикулярно, и отражения – почти ноль. По данным авторов, в сравнении с обычными арочными теплицами, приход энергии солнца повышается в 4-5 раз, а утром, вечером и зимой – в 18-21 раз. Но и это не всё. Задняя стенка – капитальная. Собственно, это стена дома или подсобки. Она побелена, а в идеале – оклеена зеркальной плёнкой. При низком солнце она – отражатель, почти удваивающий попадание лучей на почву. Сам наклон на 15° на широте Киева увеличивает зимнее поглощение лучей на 32%. Плюс плоская кровля и экран. Чем ниже солнце, тем сильнее эффект. При стоянии солнца под углом 20° поглощается вдвое больше энергии, при 10° - втрое, при 5° - вчетверо. Уклон теплицы в 25° увеличивает поглощение низкого солнца соответственно в 2,5-4-6 раз.
Проблемы 2 и 3 решаются одним изящнейшим изобретением – замкнутым циклом воздухо- и теплообмена. Под почвой, на глубине 30-35 см, через 55-60 см друг от друга, вдоль всей теплицы лежат пластиковые (асбоцементные) трубы (рисунки). Нижние их концы выведены на поверхность и прикрыты от мусора сеточкой. Верхние (северные) концы соединены в один поперечный коллектор. Из коллектора идёт вертикальная труба - стояк, проложенный в капитальной стене. Она выходит на крышу, но не напрямую, а сквозь регулировочную камеру. Камера открывается в теплицу примерно на высоте 1,5 м. Снизу и сверху она ограничена заслонками, а выход в теплицу – вентиляторный. Если летом притенять кровлю глиной или мелом, бытовой вытяжной вентилятор мощностью 15-20 Вт нормально обслуживает две трубы диаметром 70-100 мм. Если труб больше, делаются дополнительные стояки с вентиляторами. В солнечный день, даже зимой, когда наружи -10°С, внутри вегетария - +30-35°С. Верхняя заслонка камеры закрыта. Вентилятор засасывает воздух в трубы и гонит его снизу вверх (рисунок). Воздух отдаёт тепло почве. Остывший воздух вдувается обратно в теплицу – и снова греется. За день почва прогревается до 30° и выше – ВСЯ ПОЧВА становится аккумулятором тепла. Его запасается столько, что хватает почти на всю ночь. Ночью вентилятор продолжает работать, подавая тепло уже из почвы в воздух. В последние два десятка лет эта система широко используется в Европе, особенно в Скандинавии. Там тёплый воздух закачивают и в почву, и в каменный пол, и в коллекторы внутри бассейнов, и даже в стены прилежащих комнат. Таким образом, без всякого отопления, при дневном морозе -10° и ночном -15°С, в вегетарии держится температура: днём - +18°, ночью - +12°С. Главное – хорошая герметизация покрытия. Для сравнения, в обычной теплице в это же время: с 9 до 20.00 - выше 10°С, с 12 до 16.00 – выше 30°С, а ночью, с 23.00 до 7.00 – около нуля и ниже. Без системы автоматического регулирования нормальная температура в теплице держится лишь четверть времени суток! На случай сильных морозов в камеру вставляется простой калорифер, и в теплицу задувается тёплый воздух. На любой форс-мажор хватает калорифера мощностью в 1,0-1.2 КВт. Но таких ночей бывает немного, да и лучше зимой выращивать зелень, не требующую подогрева. Весной и даже нежарким летом тот же вентилятор в том же режиме спасает теплицу от перегрева. В почве запасается уже не тепло, а прохлада. Днём греется и отдаёт свою прохладу остывшая за ночь почва, а ночью – прохладный воздух. А ведь нагрев почвы – самый мощный ускоритель развития растений. При температуре почвы 32°С томаты и огурцы дают вдвое больший урожай на месяц раньше, а баклажаны – вчетверо больший урожай! И всё же, при наступлении долгой летней жары приходится отводить лишнее тепло наружу. Тогда закрывается нижняя заслонка камеры, а верхняя – открывается. Меняется и направление продува: вентилятор начинает просто гнать горячий воздух из теплицы наружу. Но при этом теряется СО2 и влага. Посему нужно как можно меньше пользоваться вентиляцией. Лучше на время жары накинуть сверху маскировочную сетку или самоделку из верёвок с пришитыми кусками полотна. Очень эффективно опрыскать теплицу раствором обычной глины. Поглощается как раз столько, сколько нужно – около 50% излучения. Видимо, проблему поддержания температуры нужно решать комплексно. Летом мощность вентиляторов должна явно увеличиваться. В режиме наружной вентиляции вентилятор всё равно будет удалять из теплицы влагу и СО2, и тратить на это электричество неразумно. Поэтому, скорее всего, стоит всё же предусмотреть форточки с умными открывалками. Вентиляторы включаются автоматически через датчики температуры, на крыше - притеняющая сетка, и потери от вентиляции минимальны. Проблема 3. При открытой вентиляции, несмотря на уход и поливы, урожай снижается в 2-4 раза ниже возможного – то есть получаемого в вегетарии. Почему? Тут два главных момента. Первое: углекислый газ. На его истинную роль недавно открыл мне глаза учёный из Уфы О.В. Тарханов. Вот полевые цифры.
Для создания нормального урожая овощей на гектаре требуется до 300 кг СО2, а метровом слое воздуха – всего 6 кг СО2. Всего 2%! Как же растут растения? Почти весь нужный углекислый газ даёт гниющая органика. И чем его больше, тем выше урожай. Именно замкнутый цикл воздухообмена накапливает в вегетарии уникальную массу СО2, которая и раскрывает весь продуктивный потенциал растений. Второе: почвенная и воздушная влага. Поверхностный полив, даже если он капельный, имеет массу недостатков: большие потери с испарением, охлаждение почвы, поверхностное развитие корней, влияние на физику и химию почвы. Система почвенных труб – готовая система «атмосферной ирригации». Это собиратель конденсата! Проходя по прохладным трубам, тёплый воздух отдаёт массу воды – она выпадает в виде конденсата на стенках труб. А трубы дырчатые: по всей своей «донной» части, через каждые 15-20 см, пробиты отверстиями шириной в карандаш. Чтобы вода успевала просочиться, трубы уложены на небольшой слой керамзита или щебня Весь день, а летом – всю первую половину дня, вода, испаренная листьями и почвой, принудительно возвращается в подпочвенную систему, а там струйками стекает в отверстия. Тёплой водой увлажняется тёплая почва вокруг труб. Здесь, в тёплой влажной глубине, и благоденствуют корни. Внешний полив практически не нужен. Вода абсолютно свободна от жёстких солей, но обогащена аммиаком разлагающейся органики. Органно-минеральные удобрения вносятся заранее, при подготовке почвы, и работают постепенно. На случай нехватки влаги смонтирован капельный полив. Он подключается только при открытой вентиляции. Побочный эффект: воздух в теплице постоянно влажный. Это ещё один важный фактор продуктивности. Влажность воздуха сильно уменьшает испарение через листья, и растения, разгруженные от ненужной работы, ещё в полтора раза увеличивают синтез биомассы! Как уже сказано, вентилятор связан с простыми датчиками температуры, и автоматически отключается, если температурный режим в теплице близок к норме – когда температура воздуха и подземных труб выровнялась. Для вегетария можно использовать любой склон, от восточного до юго-западного, и даже вершину гряды. Грядки в вегетарии устраиваются узкие – террасами. Растения развиваются огромные, под самую кровлю, и нужны достаточно широкие проходы. Под крышей, над грядками, есть брусы для подвязки растений. Вегетарий – капитальное, долговременное сооружение. Это часть жилого дома, часть образа жизни хозяев. Это не просто теплица, а образец гелиотехнологии – новой технологии рационального использования Солнца. Когда-то я мечтал о доме с пристроенной капитальной теплицей. Теперь я знаю, как её надо делать! В начале 60-х А.В. Иванов выращивал в вегетарии лимоны, мандарины и ананасы. С 17 кв.м. вегетария – с двух 8-летних деревьев – он снял 193 кг лимонов, а на следующий год – 216 кг. Это – не считая тут же собранных ананасов. Удельная стоимость вегетария была меньше 15 долларов за квадратный метр. В 1963-м на 22 кв.м. примитивного вегетария были выращены 110 кустов томатов из очень плохой рассады. Урожай составил 269 кг крупных плодов – по 12,5 кг с куста. Затем тут же выросли 110 хризантем. Не потратив ни рубля на отопление, Иванов сдал продукции на 600 долларов. Удельная стоимость того вегетария была около 3 долларов за кв. метр. 1964 г., сравнительный опыт с двускатной теплицей. Томаты в вегетарии созрели на 43 дня раньше – за 92 дня. Продукции с той же площади в вегетарии собрано втрое больше, а себестоимость её – втрое ниже. Труда ушло вдвое меньше, а плёнки на укрытие – в 2,4 раза меньше. Даже без системы принудительного аккумулирования тепла в почве эффект вегетария поражает специалистов. 21 апреля 1992 г. в примитивном вегетарии посеяли томаты. 17 мая они были уже высотой 10 см, 7 июня – 40 см и с десятком соцветий, 21 июня – с полусотней соцветия и 6 спелыми плодами, и до конца июля несли по 50-60 соцветий и 35-45 плодов. В среднем, соцветия в вегетарии появляются на месяц раньше, чем в теплицах, а зрелые плоды – на полтора. При морозах меньше -10°С никакой энергии, кроме солнечной, не требуется. Расходы на эксплуатацию и поддержание микроклимата – в 60-90 раз меньше, чем в обычных теплицах. Несмотря на капитальное строительство, окупается вегетарий уже за первый год. Себестоимость урожая в вегетарии более, чем в 10 раз меньше, а продукция намного полезнее для здоровья, чем в примышленной теплице.
