Jak można zmniejszyć straty ciepła w tunelach?

Wzrost temperatury minimalnej o 3–4°C można uzyskać poprzez ograniczenie objętości powietrza nad roślinami przez dodatkowe zakładanie niskiego tunelu. Jego konstrukcja może być wykonana z pędów leszczyny lub drutu o grubości 2–3 mm i przykryta folią PE (0,5–0,1 mm) litą lub perforowaną. Przy dużych spadkach temperatury dodatkowe zabezpieczenie takiego tunelu mogą stanowić maty ze słomy lub tworzyw sztucznych. Należy uwzględnić jednak, że niskie tunele wymagają częstego wietrzenia, a w słoneczne dni trzeba zdejmować z nich folię, ponieważ wzrasta pod nią temperatura i wilgotność. Dodatkowe wewnętrzne osłony usuwa się trwale wówczas, gdy temperatura powietrza nie spada poniżej określonej jako minimalna dla normalnego wzrostu roś­lin (dla papryki wynosi ona 11–12°C).

Straty ciepła w tunelach można ograniczyć zakładając dodatkowe warstwy folii — na stałe lub też czasowo, z możliwością usuwania ich w ciągu dnia. Najprostszą metodą zamontowania takiego ekranu jest mocowanie go do pałąków od wewnątrz za pomocą zapinek do folii. Do tego celu można wykonać również specjalną konstrukcję w kształcie półkola lub trapezu, posługując się drewnianymi listwami, drutem zbrojeniowym lub mocnym sznurkiem. Należy pamiętać, że ekrany termiczne nie powinny zbytnio zmniejszać wysokości i tak niskiego pomieszczenia. Dobrym materiałem do izolacji tunelu jest folia termoizolacyjna EVA (0,03 mm) lub włóknina PP 17 g/m². Dobry efekt daje także umieszczenie wzdłuż ścian bocznych tunelu folii pęcherzykowej i podczepienie do pałąków cienkiej folii lub włókniny. Przy zastosowaniu podwójnego przykrycia tunelu można oczekiwać średnio o 1–2°C mniejszego spadku temperatury powietrza niż w tunelu z jednowarstwowym przykryciem. Ta stosunkowo niewielka poprawa warunków cieplnych może zadecydować jednak o przetrwaniu roślin, przy braku możliwości technicznych ich ogrzania w razie przymrozków.

Przeprowadzone badania wykazały, że najmniejszy spadek temperatury dobowej notowano w tunelu, w którym jako ekranu użyto folii termoizolacyjnej EVA-Imrahtt. Minimalna temperatura była wyższa średnio o 2°C – w porównaniu z tą w tunelu kontrolnym pokrytym pojedynczą folią PE. W pozostałych tunelach, w których zainstalowano ekrany, także notowano temperaturę wyższą (o około 1°C). Z kolei w ciągu dnia ekrany, zwłaszcza wykonane z włókniny, wpływały na obniżenie temperatury powietrza. Najbardziej odczuwalne było to pod włókniną Lutradur, a obniżenie temperatury powietrza o godzinie 14.00 wynosiło 3,2°C. W tunelu z izolacją w postaci maty PE i włókniny PP17 powietrze miało temperaturę niższą o 2,0°C, a pod Infraluksem niższą o 0,4°C — w odniesieniu do warunków w tunelu z pojedynczą folią. Temperatura gleby ulegająca zmianom w dużo wolniejszym tempie niż temperatura powietrza wykazała w poszczególnych tunelach mniejsze zróżnicowanie.

Instalowanie ekranów wpływa także na warunki świetlne w tunelu. Najmniej ograniczała dostęp światła folia Infralux, natomiast największy spadek natężenia PAR obserwowano w tunelu z włókniną Lutradur, która ulegała szybko zabrudzeniu.

Korzystne warunki mikroklimatyczne, zwłaszcza pod dodatkową osłoną z folii Infralux, pozwoliły uzyskać znaczne przyspieszenie dojrzewania pierwszych owoców papryki odmiany Spartacus F₁. Pierwszy zbiór owoców zielonych przeprowadzono o 10–12 dni wcześniej niż w tunelu z pojedynczą folią PE. Jednak średni plon owoców zbieranych w tym stadium był niższy we wszystkich przypadkach, w których stosowano dodatkowe osłony. Plon handlowy owoców czerwonych był najwyższy w tunelu kontrolnym i w tunelu pokrytym folią Infralux, a więc tam, gdzie panowały najlepsze warunki świetlne. Wynosił on 7,1–8,0 kg/m², co można uznać za plon wysoki. Tam, gdzie zastosowano jako dodatkowe okrycie włókniny (PP z matą PE i Lutradur), był on niższy średnio o 21,3% od uzyskanego w tunelu z jedną warstwą folii.

Ocena jakościowa owoców w stadium dojrzałości fizjologicznej pozwoliła stwierdzić, że pod względem ilości cukrów nie wystąpiły różnice między obiektami, a średnia ich zawartość wynosiła 4,94%. Zawartość kwasu L-askorbinowego w owocach w wyniku większego dostępu światła do roślin najwyższa była w tunelu pokrytym pojedynczą folią PE oraz w ekranowanym folią Infralux, wynosiła ona odpowiednio 172,0 i 161,7 mg w 100 g świeżej masy. W tunelach, które wykazały silne działanie cieniujące, zawartości były niższe.

Inną metodą pozwalającą na częściowe ograniczenie strat energii cieplnej jest ściółkowanie gleby cienką folią lub włókniną (fot. 1). Do tego celu nadaje się najlepiej czarna folia PE i włóknina PP. Temperatura gleby bardziej wzrasta w godzinach porannych w okresie, gdy rośliny są jeszcze małe i nie cieniują ściółki. Różnica pomiędzy temperaturą gleby ściółkowanej i nieokrytej wynosi wówczas średnio 1–2°C. Pod ściółką z folii białej temperatura gleby jest wyraźnie niższa. Dzięki silnemu odbijaniu promieni słonecznych poprawie ulegają natomiast warunki świetlne wokół roślin. W doświadczeniach plon handlowy papryki odmiany Monica F₁ był o 6–7% większy, gdy uprawę ściółkowano białą i czarną folią — w porównaniu z tym, jaki uzyskano w glebie nieściółkowanej.

Fot. 1. Ściółka z czarnej folii hamuje rozwój chwastów, pozwala także na utrzymywanie się wyższej temperatury gleby

Jak ograniczyć nadmierny wzrost temperatury?

Ogromnym problemem we wszystkich niskich tunelach jest nadmierny wzrost temperatury powietrza, do którego dochodzi podczas intensywnego promieniowania słonecznego. Następują wówczas oparzenia roślin. Szczególnie niebezpieczne jest bezpośrednie promieniowanie słoneczne, docierające do nieosłoniętych liśćmi owoców. Rośliny i gleba znajdujące się pod osłoną w pewnym zakresie wpływają na regulowanie temperatury, poprzez wzmożoną transpirację oraz parowanie wody z powierzchni gleby. W procesie tym bowiem jest zużywana duża ilość energii cieplnej, pobieranej z otoczenia, i jego temperatura ulega obniżeniu. Kiedy jednak następuje szybki wzrost temperatury, a nadmiar ciepła nie może być odprowadzony, rośliny nie nadążają z przewodzeniem wody. Powoduje to więdnięcie i masowe zrzucanie kwiatów i zawiązków. Znaczną poprawę wentylacji gęsto stawianych tuneli igołomskich i innych tuneli niskich może przynieść usytuowanie ich osią w kierunku najczęściej występujących wiatrów. Wzrostowi temperatury można zapobiec także poprzez skrócenie długości tuneli z 30–50 m do 15–25 m i zapewnienie możliwości swobodnego wietrzenia szczytami. Takie rozwiązanie wprawdzie powoduje zwiększone wydatki na konstrukcję i folię, ale w efekcie pozwala na obniżenie temperatury w dni słoneczne minimum o 10°C. Temperaturę można obniżyć poprzez cieniowanie uprawy (za pomocą tych samych ekranów, których się używa do izolowania przed stratami ciepła). W godzinach południowych pod podwójnym przykryciem temperatura powietrza jest o 2–3°C niższa niż w tunelu z pojedynczą powłoką. Natomiast w niskich tunelach znajdujących się wewnątrz tuneli wysokich nie następuje obniżenie się temperatury w dni słoneczne. Ze względu na małą objętość powietrza pod takimi osłonami temperatura szybko wzrasta nawet do 50°C, co w połączeniu z wysoką wilgotnością powietrza powoduje zaburzenia w tworzeniu i wzroście owoców.

Innym rozwiązaniem poprawiającym wymianę powietrza w okresie letnim jest wykonanie w folii perforacji (fot. 2). Według węgierskich zaleceń, otwory o średnicy 50 cm należy wycinać lub wypalać wzdłuż ścian bocznych w odległości 150 cm, na wysokości 120 cm. 50% otworów powinno się wyciąć, gdy temperatura na zewnątrz w ciągu dnia wzrasta do 25°C, a pozostałe — gdy przekroczy 30°C.

Fot. 2. Perforacja folii jest skutecznym sposobem na poprawienie wentylacji w tu­nelach

Skuteczną i łatwą metodą obniżania temperatury jest opryskiwanie folii od zewnątrz na przykład roztworami kredy. Do tego celu dobrze nadaje się węglan wapnia (1,5–2 kg/10 l wody) z dodatkiem mleka (0,4 l).
Folię można pokrywać także roztworem gliny z dodatkiem mąki. Nie poleca się natomiast stosowania wapna tlenkowego, a tym bardziej wszelkich farb emulsyjnych, które pozostawiają trwałe ślady, są trudno zmywalne i powodują szybsze matowienie i kruszenie się folii. Wzrost temperatury w tunelu można ograniczyć także poprzez obfite podlewanie roślin w godzinach porannych lub częste zraszanie. Należy pamiętać też, że kształtowanie się warunków cieplnych w dużym stopniu zależy od pokroju i siły wzrostu uprawianych odmian. Poprzez odpowiednie prowadzenie oraz cięcie roślin można umożliwić swobodną cyrkulację powietrza.

Ważny dwutlenek węgla

Bardzo ważnym elementem mikroklimatu w tunelach foliowych jest zawartość dwutlenku węgla w powietrzu. Jak wykazały pomiary, zwłaszcza w długich i słabo wietrzonych tunelach igołomskich, często dochodzi do spadku jego koncentracji poniżej 0,02% (średnia zawartość w atmosferze wynosi 0,03%). Nocą stężenie CO₂ zawsze jest wyższe w tunelach, zwłaszcza w środkowej ich częś­ci niż na zewnątrz. Natomiast w ciągu dnia dwutlenek węgla jest zużywany w procesie fotosyntezy i jego zawartość w środku tunelu szybko maleje, nawet pomimo odsłonięcia szczytów. Należy pamiętać, że stopień przyswajania CO₂ przez rośliny nie jest stały i zależy od warunków świetlnych. Aby uniknąć drastycznych spadków koncentracji CO₂, należy używać wysokich dawek nawozów organicznych oraz umożliwić dobrą wymianę powietrza poprzez niskie prowadzenie roślin oraz unikanie nadmiernego zagęszczania nasadzeń.