Uprawa pomidorów koktajlowych w szklarni — kontrolowane środowisko

Uprawa pomidorów koktajlowych w szklarni z kontrolowanym mikroklimatem. Źródło: Wikimedia Commons (CC)

Mikroklimat wewnątrz szklarni lub tunelu foliowego obejmuje zespół wzajemnie powiązanych parametrów środowiskowych: temperatury powietrza i gleby, wilgotności względnej, stężenia dwutlenku węgla, natężenia światła i ruchu powietrza. Każdy z tych czynników oddziałuje na procesy fizjologiczne roślin — fotosyntezę, transpirację i oddychanie — co bezpośrednio przekłada się na plon i jakość zebranych plonów.

Temperatura jako parametr krytyczny

Temperatura powietrza jest zazwyczaj pierwszym parametrem branym pod uwagę przy projektowaniu uprawy pod osłonami. Każdy gatunek roślin ma optymalny zakres temperatur dla wzrostu, kwitnienia i owocowania. Temperatura poniżej progu minimalnego lub powyżej maksymalnego powoduje stres termiczny, który — zależnie od intensywności i czasu trwania — może ograniczyć wzrost lub spowodować trwałe uszkodzenia.

Gradient dobowy

W uprawach warzywniczych stosuje się często regulację z gradientem dobowym: temperatura dzienna wyższa (sprzyjająca fotosyntezie i wzrostowi), temperatura nocna niższa (ograniczająca nadmierne oddychanie i zużycie asymilatów). Dla pomidorów typowy zakres to 18–24°C w dzień i 14–17°C w nocy.

Temperatura gleby i korzeni

Często niedoceniana jest temperatura gleby lub podłoża uprawowego. Optymalna temperatura strefy korzeniowej dla większości warzyw ciepłolubnych wynosi 18–22°C. Zbyt niska temperatura podłoża ogranicza pobieranie wody i składników mineralnych, nawet jeśli temperatura powietrza jest właściwa.

Termometry i czujniki

Precyzyjna regulacja temperatury wymaga rozmieszczenia czujników w kilku punktach obiektu — zarówno w strefie uprawowej, jak i przy połaci dachowej. Różnice temperatur pomiędzy górą a dołem szklarni mogą przekraczać kilka stopni Celsjusza, szczególnie w słoneczne dni.

Wilgotność względna

Wilgotność powietrza w szklarni ma istotny wpływ na transpirację roślin i ryzyko występowania chorób grzybowych. Zbyt wysoka wilgotność (powyżej 85–90%) sprzyja rozwojowi szarej pleśni (Botrytis cinerea), mączniaka i innych patogenów grzybowych. Zbyt niska wilgotność przyspiesza transpirację i może prowadzić do stresu wodnego.

Optymalny zakres wilgotności względnej dla większości upraw szklarniowych wynosi 65–80%. Regulacja wilgotności odbywa się poprzez:

  • wentylację (otwieranie okien dachowych i bocznych)
  • ogrzewanie powietrza (ciepłe powietrze ma większą zdolność pochłaniania wilgoci)
  • zraszanie nawiewem (gdy wilgotność jest za niska)
  • zarządzanie podlewaniem i ograniczanie parowania z powierzchni gleby

Wentylacja szklarni

Wentylacja naturalna

W szklarniach ze skrzydłami wentylacyjnymi dachowymi wentylacja naturalna opiera się na zjawisku konwekcji: ciepłe powietrze unosi się i wydostaje przez otwory dachowe, a chłodniejsze powietrze napływa od dołu przez otwory boczne. System ten działa bez konieczności stosowania wentylatorów, ale jego efektywność zależy od różnicy temperatur wewnątrz i na zewnątrz oraz od prędkości wiatru.

Wentylacja mechaniczna

W tunelach foliowych bez okien dachowych oraz w obiektach wymagających precyzyjnej kontroli klimatu stosuje się wentylację mechaniczną — wentylatory osiowe lub promieniowe. Oblicza się ją na podstawie wymaganej krotności wymiany powietrza: dla większości upraw przyjmuje się od 40 do 60 wymian na godzinę w warunkach letnich.

Instalacja zarządzania klimatem z pompą ciepła wspomaganą solarnie

Instalacja zintegrowanego systemu zarządzania ciepłem. Źródło: Wikimedia Commons (CC)

Stężenie CO₂ i dokarmianie

Dwutlenek węgla jest jednym z substratów fotosyntezy. Naturalne stężenie CO₂ w atmosferze wynosi ok. 420 ppm (dane z 2024 r., wg Mauna Loa Observatory). W zamkniętych szklarniach z intensywnym zieloną uprawą stężenie CO₂ może w ciągu dnia spaść wyraźnie poniżej wartości atmosferycznej — szczególnie przy małej wentylacji i dużej gęstości uprawy.

Dokarmianie CO₂ (wzbogacanie atmosfery szklarni) jest praktyką stosowaną w zaawansowanych uprawach pomidorów, ogórków i papryki. Podwyższone stężenie CO₂ (600–1000 ppm) przy odpowiednim natężeniu światła przyspiesza fotosyntezę i może zwiększyć plon. Źródłem CO₂ są najczęściej spaliny z kotła gazowego (po filtracji) lub butle ze skroplonym CO₂.

Systemy kontroli i automatyzacja

Nowoczesne szklarnie wyposażone są w komputery klimatyczne, które na podstawie odczytów z czujników temperatury, wilgotności, promieniowania słonecznego i CO₂ sterują automatycznie ogrzewaniem, wentylacją, nawadnianiem i zasłonami cieniującymi. Systemy te umożliwiają programowanie krzywych dobowych i tygodniowych oraz zdalne monitorowanie parametrów.

Podstawowe parametry, które system klimatyczny powinien rejestrować i regulować:

  • temperatura powietrza (min. 2 punkty pomiarowe — przy uprawie i w górnej strefie)
  • wilgotność względna
  • temperatura gleby lub podłoża
  • stężenie CO₂ (w obiektach z dokarmianiem)
  • natężenie promieniowania słonecznego (pyranometr)

Integracja z systemem grzewczym

Komputer klimatyczny steruje zarówno ogrzewaniem (temperatura zadana), jak i wentylacją, tworząc spójny system zarządzania mikroklimatem. Integracja obu podsystemów pozwala unikać jednoczesnej pracy ogrzewania i wentylacji, co zmniejsza zużycie energii.

Źródła i odniesienia