Выращивание цветочных растений в закрытым и открытом грунте в условиях континентального климата центра России

Выращивание цветочных растений в закрытым и открытом грунте в условиях континентального климата центра России

38

Содержание

Проектное задание

Введение

Глава 1. Географический пункт Российской Федерации (природно-географические условия)

1.1 Природно-географическая характеристика Самары

Глава 2. Расчетная часть

2.1. Закрытый грунт

2.1.1 Оранжерея

2.1.2 Парник

2.2. Открытый грунт

Заключение

Список источников литературы

Приложения

Проектное задание

Введение

Данная курсовая работа представляет собой исследование технологии выращивания цветочных растений в закрытым и открытом грунте в условиях континентального климата центра России.

Степень разработанности этого вопроса является достаточно высокой. Вопросы культивирования цветочных растений в России освятили в своих работах: Агафонова Г.В., Агафонова А.Л. Киселев Г.Е., И. С. Краснова А. А. Сосновец и многие другие.

Актуальность работы заключается в том, что современная рыночная экономика требует выращивания больших партий теплолюбивых цветов в условиях континентального климата. Что в свою очередь требует совершенствования агротехники цветочных растений в закрытом грунте: оранжереях, парниках и теплицах. Особенно выгодной является выгонка растений к весенним праздникам.

В процессе работы используются материалы из отечественных библиографических источников. С ними можно ознакомиться в списке источников литературы.

Объектом исследования являются цветочные многолетние и однолетние растения: георгины, форзиция и каллистефус.

Предмет исследования - биологические особенности перечисленных растений и агротехнические операции с ними.

Цель данной работы - изучив биологические и агротехнические особенности цветочных растений, природные условия их выращивания, разработать проекты их выращивания в закрытом грунте: оранжерее на выгонку и парнике и открытом грунте.

Передо мной, как автором работы стоят следующие задачи:

1. Привести характеристику природных условий Самары, где предполагается выгонка и выращивание растений;

2. Охарактеризовать биологические и агротехнические особенности растений закрытого и открытого грунта;

3. Спроектировать оранжереи для выгонки форзиции в заданном количестве;

4. Создать проект парника для выращивания каллистефуса;

5. Описать технологию культивирования георгин в открытом грунте;

6. Запроектировать схему оформления клумы и описать технологию их создания;

7. Оформить работу согласно стандартам.

Методология исследования включает в себя метод сопоставительного анализа, синтеза, индукции и аналогии.

Сопоставительный анализ дает возможность расчленить полученную из библиографических источников информацию на отдельные элементы с рассмотрением каждого из них в отдельности. Затем синтез объединяет все данные, полученные в результате анализа и позволяет создать целостный проект.

Глава 1. Географический пункт Российской федерации (природно-географические условия)

1.1 Природно-географическая характеристика Самары

Самара - один из крупных российских городов Росси и Приволжья в том числе. Расположена на на 53є 11ґ 00ґґ с. ш. и 50є 07ґ 00ґґ в. д. Климат континентальный. Разность среднемесячных летних и зимних температур достигает 34° С, а разность абсолютных экстремумов -- 83 °C. Зима холодная и продолжительная, лето жаркое, с большими колебаниями температуры и неустойчивой погодой. Осень и весна продолжительные и хорошо выражены.

Среднегодовая температура -- +5,2 C°. Среднегодовая скорость ветра -- 3,5 м/с. Среднегодовая влажность воздуха -- 72 % (таблица 1).

Выраженная континентальность климата Самары по сравнению с климатом других городов центрального региона объясняется различием в географическом положении и характере подстилающих пород. Сама находится севернее и более углубленна в материк. Поэтому западные воздушные массы реже доходят сюда, а с востока соседство азиатских полупустынь способствует продвижению жаркого и сухого воздуха. Рельеф холмистый, на севере города находятся Сокольи горы, которые являются продолжение Жигулевских гор на левом берегу Волги.

И хотя это скорее большие холмы, они все же перераспределяют воздушные потоки и осадки. Препятствует проникновению западных ветров в летнее время, приносящих осадки. Поэтому летом здесь выпадает меньше осадков, чем в других городах, а зимой восточные и юго-восточные ветра приносят умеренно влажные и холодные воздушные массы . [3]

Частые летние грозы сопровождаются градом. Распространенны весенние и летние туманы, обильные росы. Весной часто случаются заморозки с инеем.

Итак, мы можем видеть, что осадки распределены в течении года приблизительно равномерно, при этом как и в предыдущем случае летом преобладают жидкие осадки, а зимой смешанные и твердые (таблица 2).

Таблица 1

Климат Самары

Таблица 2

Распределение осадков в Самаре, мм

Число дней с твердыми и жидкими осадками неравномерно (таблица 3).

Влажность воздуха на протяжении года достаточно высокая, в среднем 72%. Снижается она в мае и летних месяцах. Главный источник увлажнения атмосферные осадки, а также подземные грунтовые воды, подпитываемые рекой Волгой, на которой расположен город.

Снежный покров ложится в ноябре и тает в марте, иногда в октябре-апреле. Толщина его колеблется в пределах от 4 до 42 см, порой до 91 см. Почва промерзает на 90-95 см.

Зимой и весной преобладает облачность. Наибольшее количество ясных и теплых дней наблюдается с июля по сентябрь. При этом получаемое за год количество тепла велико, но компенсируется попаданием холодных континентальных масс (приложение 1).

Ветер дует преимущественно юго-западного и западного направления, немного задерживаясь холмами (таблица 4). Зимой крепчают южные и юго-восточные ветра. Весной и осенью попеременно устанавливаются восточные, западные и южные ветра. Северные и северо-восточные ветра дает знать о себе чаще летом (рисунок 1).

Таблица 3

Число дней с твердыми, жидкими и смешанными осадками в Самаре

Территория города принадлежит к лесостепной зоне. Со стороны Волги преобладают песчаные почвы: пески слабогумусированные, черноземы оподзоленные, со стороны реки Самара -- глинистые: темно-серые лесные почвы и черноземы выщелоченные. В меньшей степени представлены дерново-карбонатные, черноземы карбонатные, аллювиальные луговые насыщенные, аллювиальные дерновые насыщенные. На склонах и днищах оврагов развиты смытые и намытые овражно-балочные и склоновые почвы. Так как Самара расположена на излучине Самарской луки (самая большая, значительно выраженная и известная излучина реки Волги), на левом берегу реки Волги, между устьями рек Самара и Сок.

Таблица 4

Повторяемость различных направлений ветра в Самаре, %

Вегетационный период несколько корче: 160-180 дней с апреля по сентябрь. Сумма часов солнцестояния невелика - 1500 - 1700 часов. Среди естественной растительности распространены дубово-липовые (Quercus robur -- Tilia cordata) и липовые (Tilia cordata) леса, где господствуют липа сердцевидная (Т. cordata) и дуб черешчатый (Q. robur). Второй ярус составляет клен платановидный (Acer platanoides) с примесью вяза голого (Ulmus glabra). Густой подлесок образуют лещина (Corylus avellana) и бересклет бородавчатый (Euony-mus verrucosa). В травяном покрове преобладают осока волосистая (Carex pilosa), звездчатка ланцетолистная (Stellaria holostea), сныть (Aego-podium podagraria).

Осиново-березовые леса (Populus tremula -- Betula pendula) имеют вторичное происхождение, в их древостое значительную роль играет липа сердцевидная (Tilia cordata), а также клен платановидный (Acer platanoides), вяз голый (Ulmus glabra).

Рисунок 1

Роза ветров в Самаре по месяцам

На крутых склонах южной экспозиции произрастают сосновые остепненные боры. Их древостой сформирован сосной обыкновенной (Pinus sylvestris), деревья часто корявые, низкорослые, не выше 10-15 м. В травяном покрове
участвуют степные виды: овсец пушистый (Не-lictotrichon pubescens), типчак (Festuca valesiaса), осока стоповидная (Carex pediformis), подмаренник красильный (Galium tinctorium). [2]

На крутых известняковых склонах произрастают также дубовые леса. Древостой невысокий, состоит из дуба черешчатого (Quercus robur), иногда переходит в кустарниковые заросли. В подлеске заметную роль играет клен татарский (Acer tataricum), характерный для светлых сухих лесов. Обычны степные кустарники: карагана кустарниковая (Caragana frutex), слива колючая (Primus spinosa).

Также флора Самары насчитывает 1044 вида сосудистых растений. Наиболее древнее ядро сложено плиоценовыми реликтами -- шаровница точечная (Globularia punctata), можжевельник казацкий (Juniperus sabina), короставник татарский (Knautia tatarica), шиверекия подольская (Schivereckia podolica), герань Роберта (Geranium robertianum) и др.

И, несмотря на континентальность климата она богаче степной растительности Ростова-на-Дону. Ландшафты Самары разнообразны от скал, холмов до впадин и речных долин с типичной припойменной растительностью. Но в последнее время все ландшафты сильно пострадали от хозяйственной деятельности человека. Богата территория и полезными ископаемыми.

Животный мир вокруг города представлен лисы, зайцы, лиси, косули, из птиц - тетерева, глухари, рябчики и соки.

Глава 2. Расчетная часть

2.1 Закрытый грунт

2.1.1 Оранжерея

Закрытый грунт - оранжереи, теплицы, как правило, используется для выгонки растений, то есть использования агротехнические приемов, применяемых на получение цветов, овощей или плодов в несезонное для растений время. Чаще всего прибегают к выгонке цветочных растений на срезку для получения в конце зимы - начале весны цветов под праздничную реализацию.

Итак, прежде чем приступить к выполнению проекта, нам согласно заданию необходимо привести биологическую и агротехническую характеристику растений, в данном случае форзиции [6] (приложение 2).

Зная их особенности, необходимое количество растений и климатический условия Самары, мы можем приступить к проектировке оранжереи. Для начала разрабатывается последовательность технологических операций по выгонке.

Выгонка форзиции, как кустарникового растения значительно отличается от выгонки кливии. Для выгонки используются только срезанные ветви растения. Предположим в Самаре есть плантация по выращиванию форзиции, которая расцветает в конце марта. Чтобы ускорить процесс цветения и начинать его в феврале - начале марта, ветки срезают в январе и упакованных в полиэтилен, в холодильных камерах с температурой +2…+30єС в течение 4 недель. Затем ветки достают и опускают в холодную воду при температуре 15 - 18 єС. После этого начинают непосредственную выгону теплым способом. Ветки целиком погружают в теплую воду (35-40єС) на 12 часов, если выгонка ведется в декабре-январе. С приближением весны, в феврале-марте, достаточно 4-5 часов. Указанную температуру поддерживают постоянной, периодически добавляя горячую воду. Теплые ванны для ускорения цветения можно повторять неоднократно до начала распускания почек, как правило, на протяжении 1-3 недель. [5]

Не на каждом участке можно строить оранжерею с подвалом. Определяющим фактором является уровень грунтовых вод. Если они залегают близко к поверхности -- выше уровня промерзания, -- то подземное сооружение, даже надежно гидроизолированное, всегда будет находиться под угрозой затопления. После разметки фундамента выкапывается траншея на нужную глубину (обычно не более 2 метров) и шириной 50-60 см. Траншею армируют и заливают бетоном. После застывания бетона вынимают грунт из той части под оранжерей, где планируется подвал, и перекрывают полученное пространство сборными плитами.

Есть несколько способов гидроизолировать подземные части здания. Для вертикальной и горизонтальной гидроизоляции удобно использовать рулонные битумно-полимерные мембраны -- еврорубероид -- обязательно в 2 слоя и со сваркой швов, а также битумно-полимерные обмазочные материалы. Теплоизоляционный слой располагают с наружной стороны стены подвала, поверх гидроизоляции, причем монтаж утеплителя специалисты рекомендуют начинать не ранее, чем через 5-7 дней после окончания гидроизоляционных работ. Используются в основном плиты из пенополистирола, лучше экструдированого, поскольку этот материал не теряет своих свойств во влажной среде. Можно также применять пенопласт. [14]

Сама оранжерея строится на фундаменте из легких металлопластиковых конструкций и специального изоляционного стекла. Для выгонки форзиции предполагается ангарная оранжерея многоугольной формы.

Оранжерею для выгонки форзицииможно отнести к умеренно-теплой, а по климатическим особенностям к группе районов средней полосы. Для оранжерей данной типа приемлемо воздушное отопление. Воздушное отопление теплицы реализуется на базе воздухоподогревателя, который работает на газе или жидком топливе. Воздухоподогреватель присоединяется к магистральному газопроводу или к емкости с топливом; для отвода продуктов сгорания за пределы теплицы используется дымоход. Прокачивая через себя воздух, который заполняет оранжерею, и подогревая его до температуры приблизительно 40°С, воздухоподогреватель нагнетает поток в сеть приливных воздуховодов из оцинкованной жести, которая размещается по периметру теплицы на некотором расстоянии от стен на высоте около 2,5 м.

Воздушное отопление устанавливается и без воздуховодов с использованием стационарных тепловентиляторов-фанкойлов, оборудованных водяными калориферами или газовым теплообменником непрямого нагрева. Такие устройства обеспечивают эффективный и быстрый обогрев теплицы, в т.ч. при часто открытых фрамугах. Теплый воздух, который нагнетается, создает необходимое движение и равномерное прогревание всей оранжереи. Оборудование для воздушного обогрева стоит обычно дешевле альтернативных систем. Фанкойлы с водяными калориферами производят многие компании, среди них компания Jaga (Бельгия). Современное оборудование поставляется также фирмами VTS Clima (Польша), «Мовен», «Веза» (Россия). Стоимость «фанкойловой» системы отопления составляет в среднем $130-500/ кВт тепловой мощности.

Необходимая мощность системы отопления вычисляется из уравнения теплового баланса. Для этого определяются общие тепловые потери теплицы. Используем формулу для расчета удельных тепловых потерь блочных зимних застекленных оранжерей 2:

q = 4,2 + 0,4w, (1) [10]

где q -- удельные тепловые потери оранжереи, относительно к 1 м2 площади гранта при разнице температур внутреннего и внешнего воздуха 1°С, ккал/ (м2 яч я°С);

w -- скорость ветра, м/с (в ростове-на-Дону зимой в среднем 7 м/с)

Тогда общие тепловые потери оранжереи вычисляются из уравнения 2:

Q= q?tF, (2)

где: ?t = tвн - tз -- перепад температур воздуха внутри и снаружи теплицы, °С;

F -- площадь оранжереи,м2.

Система отопления будет сложной, так как он должна не только поддерживать постойную температуру, но и подогревать воду в емкостях с ветками. В топочной помимо воздухоподогревателя устанавливается электрический бойлер для нагревания воды. Охлаждаясь, вода с нужной температурой пропускается через специальные резервуары и по трубам подается в емкости с ветками, что стоят на стеллажах оранжереи.

Мощность воздухоподогревателя составит:

q = 4,2 + 0,4 · 10м/с

Q= 7м/с · 32єс · 1000м2 = 262400 Ккал или 0,3МВт.

Мощность бойлера найдем зная, что часовой расход горячей воды равен 1000 л/час, а греть воду надо с +5єС (температура, с которой она поступает с водопровода) до +40 єС, то найдем по формуле суммарную мощность бойлера:

W = с * m * dt

где, с - средняя удельная теплоемкость воды в диапазоне +5 - +55 с ~ 4,18 кДж / кг град

dt - разница температур = 40 - 5 = 35 єС

m - объем подогреваемой воды.

W = 4,18 * 1000 * 35 = 146300 Кдж или 0,4 МВт.

Для сокращения энергетических затрат можно использовать систему «Водогрей». Под потолком теплицы размещается емкость с водой, в течение дня она нагревается от солнечной энергии, а вечером отдает свое тепло, регулируя микроклимат. Также на ней содержится кран и трубопровод, позволяющий в экстренных ситуациях (например, при отключении электричества или неисправности бойлера) подавать теплую воду в емкости с ветвями.

Наиболее эффективным способом обеспечения естественной вентиляции является устройство горизонтально расположенных отверстий для подачи наружного воздуха в нижней части оранжереи и форточек для вывода внутреннего воздуха, расположенных в наклонной крыше. При этом следует иметь в виду, что тяга начинает действовать в том случае, если приточный воздух примерно на 5 градусов холоднее, чем воздух в комнате. Также оснащается механическая система вентиляции в виде встроенных вентиляторов. [20]

Помимо естественного солнечного освещения, которое регулируется при помощи специальных штор под потолком оранжереи, применяется освещение искусственное. Там же можно запланировать дополнительную полку и разместить лампы. Голубой свет регулирует синтез углеводов, инфракрасный активирует поглощение питательных веществ и другие реакции растения на свет. Красный и инфракрасный свет регулируют рост стебля, образование семян и размер листьев, а также контролируют фотопериодизм. Вместе с тем инфракрасный свет управляет реакцией растения на красный свет. Красный свет эквивалентен дневному, а инфракрасный вызывает у растений такую же реакцию, как темнота. Солнечный свет включает все элементы спектра, необходимые для развития растения. Красный и голубой свет более эффективно воздействуют на процесс фотосинтеза, чем зеленый. Соответсвенные различные лампы по разному влияют на растения (приложение 3)

Количество люминесцентных ламп можно определить, зная средний уровень освещенности на поверхности. Например, необходимо рассчитать, сколько ламп потребуется для освещения площадки с растениями, площадью 0,5м х 1м=0,5 м2.

1. Выбираем уровень освещенности. Например, 20000 лк (так как, форзиции нужно много света, но не прямых солнечных лучей). Средний уровень освещенности составит 0,7 х 20000 лк = 14000 лк.

2. Находим необходимый световой поток на поверхности площадки: L = 0,5м2 х 14000лк=7000 Лм

3. Находим необходимый световой поток ламп с учетом потерь (при наличии рефлектора): Lamp = L х С (С = 1,5 для лампы, висящей на высоте 30 см от растений (30% потерь) и С = 2 для лампы, висящей на высоте 60 см от растений (50% потерь). Пусть в нашем примере лампы висят на высоте 30 см от растений. Тогда Lamp - 7000 х 1,5 = 10500 Лм. Люминесцентные лампы дают примерно 65 Лм па 1Вт мощности.

4. Находим суммарную мощность ламп: Power = Lamp/65=11000Лм/65= 162 Вт.

Таким образом, потребуется три лампы по 60Вт с рефлектором. А на всю площадь оранжереи - 1000 кв. м/ 0,5 кв. м х 3 лампы = 6000 лампы.

Для газоразрядных ламп расчет аналогичен. Специальный светильник с натриевой лампой мощностью 250 Вт обеспечивает средний уровень освещенности 15000 лк на площадке размером 1м2. Чтобы найти освещенность на расстоянии от светильника, необходимо значение силы света (ed) поделить на квадрат расстояния. Например, на расстоянии 0,5 м под лампой марки OSRAM Floraset, 80 W значение освещенности будет равно 750 еd / 0,5 х 0,5 = 3000 лк. Мы выбираем люминесцентную лампу Гро-люкс (приложение 4-5)

При недостатке света зимой и в начале весны применяется досвечивание в вечернее время в течение 2-3 часов фитолампами или хотя бы люминесцентными лампами холодного спектра. Общая продолжительность светового дня должна составлять 12 часов.

Полив в данном случае не нужен, однако формируется подкормочная система, добавляющая в воду для ускорения выгонки форзиции питательную смесь. Отвод воды производится по параллельным оросительным, дренажным каналам. [7]

По периметру проводится электропроводка, к которой подключены лампы с выключателями. Также две линии проводки идут в подвал и подсобные помещения.

Для регулировки влажности воздуха используются ультразвуковые увлажнители воздуха: по одному на каждый массив растений.

После того, как запланированы все элементы оранжереи для выгонки форзиции в Самаре можно составить общую экспликацию объекта (приложение 6) и выполнить чертеж (приложение 7).

2.1.2 Парник

Парник - это упрощенный вариант оранжереи. Его основное предназначение - это выращивание в нем теплолюбивых растений. Он может быть выполнен как из стекла и металла, так и из других (менее качественных) материалов. Нам необходимо разработать проект парника для выращивания каллистефуса (приложение 8) в равном количестве в Самаре.