Подогрев грунта

Выращивание овощей, огородной зелени в теплицах заметно отличается скоростью роста и урожайностью от произрастания аналогичных культур на открытых грядках. Это объясняется заметным отличием «тепличных условий» от уличных: повышенная температура и влажность воздуха, отсутствие губительного ветра, контролируемая влажность почвы, достаточная освещённость, а иногда и искусственно продлённый световой день — все эти факторы положительно влияют на рост растений. То же относится и к оранжереям, в которых «тепличные условия» для тропических растений просто незаменимы. Однако, садоводы, цветоводы и флористы хорошо знакомы с ещё одним фактором — оптимальная температура почвы в зоне расположения корневой системы растений дополнительно ускоряет рост и репродуцирование растений, а также продлевает сезон сбора урожая. Все, кто любят и выращивают цветы, только приветствуют контролируемый подогрев почвы, который заметно облегчает процесс ухаживания за своими «питомцами».

Среди систем подогрева грунта электрокабельный подогрев наиболее удобен, так как позволяет легко регулировать и точно поддерживать требуемую температуру грунта, которая различна для разных культур. Кабельные электрические системы обогрева грунта применяют также на клумбах, грядках с рассадой и в боксах для проращивания семян.

Заметное ускорение роста культурных растений отмечается при подогреве грядок и цветников, расположенных на открытом воздухе.

Температура почвы является одним из важнейших факторов жизни растения. Прорастание семян, развитие корневой системы, жизнедеятельность почвенной микрофлоры, усвоение корнями продуктов минерального питания и др. в большой степени зависят от температуры почвы. С повышением температуры почвы все эти процессы активизируются. Агрономы хорошо знают, что значительное понижение температуры почвы приводит к гибели посевов озимых зерновых культур, многолетних трав и плодовых деревьев.

Не следует путать обогрев помещения путём подогрева пола нагревательным кабелем или матом с кабельным обогревом грунта. Обогрев теплицы — это отдельная задача, которая обычно реализуется проложенными в ней трубами с циркулирующей горячей водой, или электроконвекторами и тепловентиляторами (что удобно для небольших индивидуальных теплиц). А кабельный подогрев отвечает за оптимальную температуру почвы на требуемой глубине. При обогреве грунта очень важно выдерживать распределение температуры по глубине почвенного слоя, чтобы не допустить губительный перегрев корней растений.

Преимущества кабельного обогрева грунта в теплицах, парниках и на открытых грядках:

нагревание почвы происходит равномерно и на нужной глубине;
температурный контроль при помощи терморегуляторов обеспечивает температурный режим, способствующий быстрому росту растений;
подогрев грунта кабелем безопасен для культур: корни растений не пересушиваются, а почва не теряет своих полезных свойств;
кабельный способ обогрева грунта в теплице помогает увеличить урожай овощных и садовых культур. С его помощью огородники выращивают весной рассаду, цветы, собирают ранний урожай зелени, а тропические и теплолюбивые растения чувствуют себя комфортно круглый год, даже в сложных климатических условиях.

Оптимальная температура в корневой зоне растений

Корневая система рассматриваемых растений обычно расположена в верхнем почвенном слое глубиной 10...20 см. Для отдельных видов растительных культур глубина зоны расположения корневой системы различна. Это следует учитывать при закладке датчика температуры грунта в почву. Но самое главное — это поддержание для данного вида растений температуры почвы в оптимальном диапазоне. Для большинства растений (это так называемые психрофильные растения) оптимальный диапазон температуры — от 20 до 30 °С. Посмотрим на так называемую кривую толерантности и результат, получаемый при разной температуре почвы — оптимальной и отличающейся от неё (см. рисунок).

Хорошо видно, что уход в «минус» от оптимальной температуры на 15 °С или в «плюс» на 10°С сильно затормаживает рост растений, а слишком низкие температуры (+5 °С и ниже) или чересчур высокие (+40 °С и выше) приводят к гибели растений. Существуют другие виды растений, для которых, в отличие от большинства, оптимальная температура может быть ниже или выше (см. графики скорости деления клеток для различного типа растений):

Оптимальная температура почвы зависит не только от вида растений, но также от их возраста. В оранжереях средняя температура почвы на уровне корней составляет 15...25 °С. На клумбах и грядках с рассадой она может достигать 30 °С.

Параметры кабельной системы подогрева грунта

Посмотрим на типичный разрез грунта с растущими растениями и встроенной кабельной системой подогрева почвы:

Указанные размеры являются типовыми, но в отдельных случаях могут отличаться от приведённых на рисунке.

Представим также наглядную практическую схему-разрез, где добавлены стальные нержавеющие сетки, защищающие нагревательный кабель от случайных повреждений (обработка почвы, кроты, мыши и пр.), а также указано место расположения датчика температуры:

Для достижения оптимальной температуры почвы обычно достаточно удельной мощности системы обогрева на уровне 75...100 Вт/м². Мощность нагревательного кабеля не должна превышать 18...20 Вт/м. При большей линейной мощности вероятен риск локальной пересушки корневой системы растений.

Чтобы минимизировать теплопотери вниз, необходимо использовать современные теплоизоляционные материалы с низким коэффициентом влагопоглощения. Очень удобен листовой пенополистирол, который при толщине 50...100 мм существенно повысит экономичность системы обогрева. Теплоизоляция должна быть покрыта 10-сантиметровым слоем песка (гравий не допускается), в котором посередине располагается нагревательный кабель: расстояние от него до почвенного слоя и до теплоизоляции должно быть около 5 см. Расстояние между витками нагревательного кабеля с мощностью 18...20 Вт/м: ~15 см. Сверху на слой песка укладывается защитная металлическая сетка или тканевый мат, которые должны предотвратить повреждение кабеля лопатой, тяпкой и пр. Плодородную почву для посадки растений высыпают сверху.

Перейти в раздел теплоэнергетика