Союз теплофизики и растениеводства

Года три назад общался с одним итальянским архитектором, который выразил уверенность в том, что новые технологии позволят сибирякам прекрасно обустроиться на своей земле. «Здесь можно жить не хуже чем в Европе, и переезжать никуда не нужно будет», – пояснил собеседник. По его мнению, современные достижения в области энергосбережения, различные «зеленые технологии» позволят создать у нас сопоставимый уровень комфорта.

В данном случае, говоря: «не хуже чем в Европе», мы имеем в виду не только производство, сферу обслуживания, уровень технического оснащения наших жилищ или инженерную инфраструктуру. Мы имеем в виду и уровень сельского хозяйства. Сибирь традиционно воспринимается как суровый регион, якобы несовместимый с биоразнообразием и нормальным растениеводством. Отсюда продуктовая зависимость от других, более теплых регионов и стран напрашивается как бы сама собой. И несмотря на то, что дачники разрушают этот стереотип, он до сих пор сохраняется на уровне подсознания.

Когда я сказал нашему итальянскому гостю, что новосибирские дачники собирают со своих крохотных участков томаты и огурцы ведрами (а ведь это – южные, теплолюбивые культуры), он пришел в неописуемый восторг.

Когда же я ему показал фотографии виноградных кустов с огромными гроздьями, выращенными на таких же дачных участках под Новосибирском, его восторгу не было предела. Действительно – «не хуже чем в Европе».

Но есть здесь один нюанс: особая, сибирская агротехника, недостаточно еще поддержанная научно. Причем я говорю сейчас не о специальных исследованиях в области овощеводства и садоводства. Как показывает опыт, в Сибири для успешного выращивания фруктов и овощей необходимо хоть немного обладать знаниями в области… теплофизики. Наши любители нарабатывают эти знания спонтанно, не опираясь на специальные разработки и научные рекомендации. Специалисты же пока еще обходят данную тему стороной, однако ее актуальность нельзя переоценить.

У многих садоводов Сибири получается вырастить богатый урожай на своих виноградниках Попытка «скрестить» теплофизику с растениеводством была сделана во время Третьей конференции с международным участием «Энерго- и ресурсоэффективность малоэтажных жилых зданий», которая состоялась в марте этого года в Институте теплофизики СО РАН. Как связана тема малоэтажного строительства с темой овощеводства и садоводства, догадаться не сложно. Речь идет, в первую очередь, о приусадебном хозяйстве, играющем не последнюю роль в жизни наших граждан. Причем, касается это не только селян. Так, вокруг Новосибирска и в самом городе зарегистрировано более 400 тысяч дачных и садовых участков. То есть немалая доля горожан вовлечена в сельхозпроизводство. И любой из нас, кто имел дело с землей, знает, что понятие «энергоэффективности» может трактоваться гораздо шире, чем принято думать.

Приведу несколько простых и убедительных примеров. Так, возьмем обычные парники и теплицы. Начну с того, что они важны не только для Сибири. Как рассказал мне сотрудник Сибирского центрального ботанического сада СО РАН Юрий Фотев, тепличное хозяйство очень хорошо развито и в теплых странах, особенно – в Китае. Самое интересное, что теплицы возводят там даже в южных регионах, находящихся почти в тропических условиях. И так происходит далеко не случайно, поскольку в теплицах урожай с одного квадратного метра площади значительно выше, чем в открытом грунте.

Если же говорить о Сибири, то здесь китайский пример окажется как никогда востребованным. И в наших краях проблема энергоэффективности распространяется на теплицы точно так же, как на жилые и прочие здания. Причем вопрос касается не только отопления теплиц (а именно – чем топить и как топить?). Главный вопрос в том, как эффективно использовать саму энергии. Грубо говоря – куда ее направлять? Как добиться высокого «КПД»? В этом случае вопросы энергоэффективности необходимо тесно увязывать с вопросами агротехники. Например, в грунтовых теплицах у нас традиционно нагревают воздух (как и в квартирах).

Опыт же показывает, что необходимо вести нагрев через почву. Кстати говоря, в Сибири именно холодные почвы снижают урожайность овощных и плодовых культур. Мы сейчас не говорим о круглогодичном выращивании. Речь идет о том, как сделать сезонное выращивание более продуктивным.

Юрий Фотев ссылается на проведенные исследования, которые показали, что увеличение температуры почвы в зоне корнеобитаемого слоя значительно повышает урожайность тыквенных культур. Если покрыть почву прозрачной пленкой, то ее средняя температура (согласно исследованиям) повышается примерно на два градуса Цельсия. И этого уже немало. Во всяком случае, эффект сразу становится заметным.

Полагаю, что специалисты в области теплофизики могли бы предложить целый ряд вариантов для такого прогрева в условиях защищенного грунта. В том числе – с использованием специального энергосберегающего оборудования. Так, специалисты ИТ СО РАН уделяют серьезное внимание использованию в энергетике солнечных модулей и солнечных коллекторов (о чем мы неоднократно писали). Но в основном всё это распространяется на сферу жилищно-коммунального хозяйства. Почему бы не рассмотреть варианты использования тех же солнечных коллекторов в тепличном хозяйстве? По словам Юрия Фотева, в зарубежной практике можно найти немало таких примеров. У нас тоже можно найти что-то подобное, но чаще всего представленные варианты прорабатываются на заказ для любителей. И распространения они еще не получили.

Серьезное развитие таких систем (на профессиональном уровне) произойдет только тогда, когда наши растениеводы и теплофизики найдут здесь общий язык. Первые плохо разбираются в современном оборудовании, вторые не разбираются в агротехнике. А ведь любая теплица, подобно машине, создается для определенных задач. Очень важно, что конкретно вы будете выращивать и каким способом (а способов также много). Поэтому техническое решение по использованию оборудования должно быть отработано под определенные «режимы». Это касается не только тепла, но и освещения. Какую тепловую и электрическую мощность нужно выдать на один кубометр теплицы, какие энергетические системы использовать, где и как их разместить? Всё это желательно выдать в виде готовых технических решений. Мало того – создать целую линейку таких решений – от небольших «дачных» вариантов до солидных тепличных комбинатов для профессионалов.

Надо ли говорить, что это – чисто «рыночная» тема? То есть такие разработки легко коммерциализировать. И даже не потребуется помощи со стороны государства (как происходит с крупными инфраструктурными проектами). Развитие данного направления вполне возможно за счет «частников». Сегодня представители Ассоциации экспертов по экотехнологиям, альтернативной энергетике и экологическому домостроению (а в их число входят специалисты ИТ СО РАН) рассматривают возможность создания круглогодичных вегетариев для владельцев частных домов. Первые проекты, как мы сообщали, наши ученые намерены реализовать на Ольхоне. Нетрудно предположить, что если опыт окажется удачным, его можно применить и в Новосибирской области.

Кстати, заметим, что решая вопрос энергоэффективности индивидуального жилья, мы косвенно содействуем созданию небольших частных теплиц. Ведь грамотно решив вопросы энергосбережения, часть «сэкономленной» энергии можно при желании направить на обогрев придомовой теплицы. Что такое 10-15 квадратных метров, выделенных для выращивания растений? Даже при самом скромном подсчете это даст вам примерно 40-50 кг овощей в месяц! Конечно, при условии, что дело поставлено грамотно. Таким образом, владелец дома, вложив деньги в такую теплицу и решив вопрос с энергоэффективностью, способен обеспечивать себя овощами круглогодично. В Сибири! И это уже совсем не фантастика.

Вопрос только в том, как это всё обустроить? Сегодня готовых технических решений, подкрепленных научно, встретить практически невозможно (как ни странно). Но у сибирских ученых достаточно компетенций, чтобы заполнить этот пробел. И надеемся, что указанная тема в скором времени станет популярна в нашем академическом сообществе.

Олег Носков