Το θερμοκήπιο αποτελεί ένα εργαλείο παραγωγής τροφίμων και καλλωπιστικών φυτών, στόχος του επομένως θα πρέπει να είναι η παραγωγή προϊόντων στη καλύτερη δυνατή ποιότητα και με το μικρότερο δυνατό κόστος. Για να επιτευχθεί αυτό θα πρέπει η θερμοκηπιακή εγκατάσταση να αξιοποιεί στο μεγαλύτερο δυνατό βαθμό το κλίμα της περιοχής, με το σωστό σχεδιασμό και το σωστό εξοπλισμό.
Εδώ θα πρέπει να πούμε ότι το σύστημα παραγωγής του θερμοκηπίου είναι ευαίσθητο στις αρχικές συνθήκες. Ένα λάθος ή μια κακή εκτίμηση στο στάδιο της κατασκευής του θερμοκηπίου έχει δυσανάλογα μεγάλες επιπτώσεις στο οικονομικό αποτέλεσμα της θερμοκηπιακής επιχείρησης. Η εκ των υστέρων διόρθωση του προβλήματος, στις περισσότερες περιπτώσεις καθίσταται οικονομικά ασύμφορη.
Τοποθεσία για την εγκατάσταση του θερμοκηπίου
Η ιδανική τοποθεσία για τη τοποθέτηση του θερμοκηπίου είναι αυτή που έχει υψηλή ηλιακή ακτινοβολία το χειμώνα, μέτριες χειμερινές θερμοκρασίες, χαμηλή υγρασία, χαμηλές θερμοκρασίες το καλοκαίρι και εύκολη πρόσβαση στις αγορές. Η διαθεσιμότητα καλής ποιότητας νερού είναι πολύ σημαντικός παράγοντας επιτυχίας.
Η προσβασιμότητα του χώρου για τις απαιτούμενες προμήθειες και για τη μεταφορά των παραγομένων προϊόντων στην αγορά, με δρόμους που διευκολύνουν τις μεταφορές, καθώς και η δυνατότητα λήψης ηλεκτρικής ενέργειας. πρέπει να λαμβάνονται σοβαρά υπόψη.
Αποφύγετε τα δέντρα ή κτίρια που βρίσκονται πολύ κοντά, από τη Νότια, Ανατολική και Δυτική πλευρά του θερμοκηπίου, γιατί μπορούν να περιορίσουν τη φωτεινότητα του θερμοκηπίου. Η ύπαρξη ανεμοφράκτη από το βόρειο μέρος δεν δημιουργεί πρόβλημα και στα μικρής έκτασης θερμοκήπια, βοηθά στη μείωση εξόδων θέρμανσης.
Στο σχέδιο εγκατάστασης του θερμοκηπίου καλά είναι να προβλεφθούν θέσεις στάθμευσης για τα αυτοκίνητα μεταφορών, εσωτερικοί οδοί που διευκολύνουν τη κίνηση, χώροι για συσκευαστήριο, προψυκτήριο, αποθήκες, δεξαμενές νερού, χώρους υγιεινής, χώρους εξυπηρέτησης προσωπικού και γραφείων.
Τα μεγάλης έκτασης θερμοκήπια θα πρέπει να κατασκευάζονται σε επίπεδη έκταση με κλίση όχι μεγαλύτερη του 0,5%. Αν επιλεγεί η καλλιέργεια να γίνει στο έδαφος, το βαθύ στραγγιζόμενο αμμο-πηλώδες έδαφος είναι από τα καλύτερα. Υψηλή αλατότητα στο νερό μειώνει τη παραγωγή και θα απαιτηθεί εξοπλισμός ανάστροφης ώσμωσης για τη βελτίωση του. Μια δεξαμενή συλλογής του νερού της βροχής από την οροφή του θερμοκηπίου θα είναι πολύ χρήσιμη, γιατί προσφέρει πολύ καλής ποιότητας νερό. Όταν το έδαφος έχει υψηλή αλατότητα ή γενικά δεν είναι κατάλληλο για άλλους λόγους, επιλέγεται υδροπονική καλλιέργεια.
Μακρόστενα θερμοκήπια τα οποία τοποθετούνται στη Νότο Ελλάδα, καλά είναι να προσανατολίζονται με άξονα Βορά – Νότο, για καλύτερο φωτισμό πρωί - απόγευμα και λιγότερο το μεσημέρι.
Η κατασκευή
Κατά την επιλογή του θερμοκηπίου, τρεις μείζονες παράγοντες πρέπει να ληφθούν υπόψη: η αντοχή της κατασκευής στα φορτία, η διείσδυση της ηλιακής ακτινοβολίας στο χώρο του θερμοκηπίου και το κόστος της κατασκευής. Ιδιαίτερη προσοχή δίδεται στα φορτία του ανέμου (>120km/h) και το χιόνι (όταν το θερμοκήπιο θα θερμαίνεται, αντοχή >250N/m2). Το θερμοκήπιο πρέπει να φέρει τα κατάλληλα αντιανέμια για να ενισχυθεί η αντοχή του στους ανέμους. Επίσης η συγκράτηση του υλικού κάλυψης στο σκελετό πρέπει να είναι στέρεη και σε πολλά σημεία πάνω στο σκελετό του θερμοκηπίου. Η οροφή θα πρέπει να φέρει επαρκείς στηρίξεις ώστε να αντέχει στα φορτία των φυτών όπως της τομάτας ή του αγγουριού (αν στηριχτούν και τα υδροπονικά υποστρώματα στο σκελετό, αντοχή 150/Ν m2 + 150/Ν m2 =300Ν/m2). Η καλή θεμελίωση με σκυρόδεμα σε βάθος 80 εκατοστά είναι απαραίτητη. Η θεμελίωση γίνεται σε υπέδαφος που δεν έχει ανασκαλευτεί για τα τελευταία δύο χρόνια τουλάχιστο.
Τα κατασκευαστικά στοιχεία του θερμοκηπίου θα πρέπει να επιτρέπουν την όσο το δυνατόν μεγαλύτερη περατότητα του θερμοκηπίου στο φως του χειμώνα. Το κάλυμμα του θερμοκηπίου θα πρέπει να είναι ιδιαίτερα διαφανές. Διαφανή υλικά που διαχέουν το φως μέσα στο θερμοκήπιο είναι προτιμότερα από αυτά που επιτρέπουν την είσοδο κατευθείαν γραμμή. Τα θερμοκήπια καλυμμένα με πλαστικό φύλλο είναι φθηνότερα από τα υαλόφρακτα, αλλά χρειάζονται αντικατάσταση του καλύμματος κάθε 3-4 χρόνια. Τα υψηλά θερμοκήπια είναι καλύτερα, γιατί περικλείουν μεγαλύτερο όγκο αέρα και δεν παρουσιάζουν απότομες μεταβολές της θερμοκρασίας και της υγρασίας στο χώρο τους.
Όπου είναι δυνατόν, η εγκατάσταση των συστημάτων άρδευσης και των αγωγών θέρμανσης, δεν τοποθετούνται εναέρια, για να μην σκιάζουν τα φυτά. Οι διάφορες σωληνώσεις και άλλα στοιχεία στο χώρο του θερμοκηπίου εάν δεν έχουν ανακλαστική επιφάνεια, καλά είναι να είναι βαμμένα λευκά ή με κάποια ανακλαστική στο φώς βαφή, για μέγιστη ανάκλαση φωτός.
Συνήθη διαφανή υλικά που χρησιμοποιούνται ως κάλυμμα
Υαλοπίνακες. Είναι υλικό, ανθεκτικό στη διάβρωση, με μεγάλη διαφάνεια. Τα πλεονεκτήματα που παρουσιάζει είναι: η μεγάλη διάρκεια ωφέλιμης χρήσης του (σε περιοχές χωρίς χαλάζι), η απουσία περατότητας στη μεγάλου μήκους κύματος ακτινοβολία και η συμπύκνωση των υδρατμών υπό μορφή μεμβράνης (όχι υπό μορφή σταγόνων) στην επιφάνεια του. Διατηρεί την αρχική του διαφάνεια καθ όλη τη διάρκεια της ζωής του θερμοκηπίου. Τα μειονεκτήματά του είναι το εύθραυστο, η ακαμψία και το βάρος του. Απαιτείται ενισχυμένος και άκαμπτος σκελετός που τελικά οδηγεί σε υψηλότερου κόστους θερμοκήπιο.
Φύλλο Πολυαιθυλενίου (PE). Είναι το φθηνότερο αλλά έχει και τη μικρότερη διάρκεια ζωής. Το υλικό αυτό, επειδή καταστρέφεται γρήγορα από την υπεριώδη ακτινοβολία, πρέπει να έχει ενσωματωμένο απορροφητή της υπεριώδους ακτινοβολίας. Η μέση διάρκεια ωφέλιμης χρήσης του υπολογίζεται για 3 έτη. Έχει μικρό βάρος και κατασκευάζεται σε μεγάλα πλάτη, έτσι δεν απαιτεί μεγάλου βάρους σκελετό και έχει πολύ καλή περατότητα στο φως.
Φύλλο ΕVA. Είναι κάπως ακριβότερο από το προηγούμενο αλλά έχει καλύτερες ιδιότητες και διαρκεί περισσότερο. Έχει μικρότερη περατότητα στη μεγάλου μήκους κύματος ακτινοβολία, ιδιότητα χρήσιμη για την εξοικονόμηση ενέργειας στη θέρμανση.
Φύλλο Πολυβινυλοχλωριδίου (PVC). Έχει μικρή περατότητα στη μεγάλου μήκους κύματος ακτινοβολία. Πρέπει να έχει ενσωματωμένο απορροφητή της υπεριώδους ακτινοβολίας. Είναι ακριβότερο από το πολυαιθυλένιο και τείνει να συσσωρεύει σκόνη στην επιφάνεια του. Πρέπει να πλένεται το χειμώνα για να διατηρείται η φωτεινότητα του θερμοκηπίου.
Ακρυλική επιφάνεια είναι ανθεκτική στη διάβρωση, με μεγάλη διαφάνεια. Το ποσοστό απορρόφησης υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι περίπου το ίδιο με το γυαλί. Έχει επίσης την ίδια περατότητα στο φως με το γυαλί. Αυτό το υλικό διατηρεί ικανοποιητικά τη διαφάνεια του τουλάχιστον για 15 χρόνια (περισσότερο από όλα τα άλλα πλαστικά που έχουν αναφερθεί). Τα μειονεκτήματά του είναι η πολύ υψηλή τιμή του, και το σχετικά εύφλεκτο.
Πολυανθρακικές επιφάνειες (πολυκαρμπονάτ). Είναι σχετικά ανθεκτικές στα χτυπήματα, είναι σχετικά πιο λεπτές, εύκαμπτες και μικρότερου κόστους από τις ακρυλικές. Υπάρχουν πολυανθρακικές καθώς και ακρυλικές επιφάνειες διπλών τοιχωμάτων, που έχουν μεγάλη θερμομονωτική ικανότητα, μειώνουν την απώλεια ενέργειας μέχρι 40 τοις εκατό, αλλά παρουσιάζουν μικρότερη περατότητα στο φώς (περίπου 15-20 τοις εκατό μείωση). Το υλικό έχει ένα υψηλό συντελεστή διαστολής /συστολής που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στη στερέωση του στο σκελετό.
Επιφάνειες ενισχυμένου πολυεστέρα (Φάιμπεργκλας) είναι ανθεκτικές στα φορτία, και η τιμή τους είναι σχετικά μικρότερη. Πρέπει να έχουν ενσωματωμένο απορροφητή της υπεριώδους ακτινοβολίας. Συγκριτικά με το γυαλί, είναι ανθεκτικότερες στα χτυπήματα, είναι όμως λιγότερο περατές στο φως, ιδιότητα που επιδεινώνεται σημαντικά με τη πάροδο του χρόνου. Με τη πάροδο του χρόνου διαβρώνεται επίσης η εξωτερική τους επιφάνεια. Οι καλυμμένες, όμως, επιφάνειες εξωτερικά, με το υλικό Tedlar ή άλλο σχετικό, δεν παρουσιάζουν διάβρωση.
Ρύθμιση της θερμοκρασίας
Η ρύθμιση της θερμοκρασίας των φυτών του θερμοκηπίου είναι σημαντική για την ανάπτυξη και τη καρποφορία τους. Η θερμοκρασία στο χώρο του θερμοκηπίου τη νύχτα επηρεάζεται πολύ από την εξωτερική θερμοκρασία, το μέγεθος της επιφάνειας του καλύμματος του θερμοκηπίου και τη ταχύτητα του ανέμου. Η καταναλισκόμενη ενέργεια για τη θέρμανση του θερμοκηπίου εξαρτάται και από την επιθυμητή ελάχιστη θερμοκρασία, που καθορίζεται από το είδος του φυτού που καλλιεργείται.
Για την ρύθμιση της θερμοκρασίας τη ψυχρή περίοδο, είναι σημαντικό να εγκατασταθεί ένα σύστημα θέρμανσης με λέβητα ζεστού νερού ή με αερόθερμα, που έχουν την ικανότητα να καλύψουν τις ανάγκες του θερμοκηπίου σε θερμότητα ακόμα και τις πιο κρύες νύχτες. Τα καυσαέρια πρέπει να βγαίνουν εκτός θερμοκηπίου χωρίς διαρροές και ο αέρας που χρησιμοποιείται στο θάλαμο καύσης να έρχεται από έξω. Οι θερμοστάτες ή οι αισθητήρες θερμοκρασίας πρέπει να τοποθετούνται στο μέσο ύψος των φυτών στο κέντρο του θερμοκηπίου και να προστατεύονται από την άμεση ηλιακή ακτινοβολία. Στη περίπτωση των αερόθερμων, η χρήση διάτρητων σωλήνων διαφανούς πολυαιθυλενίου, για την ομοιόμορφη κατανομή του θερμού αέρα στο χώρο του θερμοκηπίου, είναι πολύ χρήσιμη στα μεγάλα θερμοκήπια. Στη περίπτωση του λέβητα ζεστού νερού, η προσθήκη αερόθερμων ζεστού νερού, ή η τοποθέτηση υψηλά σωλήνων θέρμανσης, θεωρείται χρήσιμη για την αποφυγή συμπύκνωσης υγρασίας στο επάνω μέρος των φυτών, αλλά και για το λιώσιμο του χιονιού στην οροφή του θερμοκηπίου. Η αυτόματη ρύθμιση της θερμοκρασίας του νερού που κυκλοφορεί στο σύστημα θέρμανσης, με βάση τη διαφορά θερμοκρασίας του αέρα μέσα έξω του θερμοκηπίου, εξοικονομεί σημαντική ποσότητα καυσίμου.
Για την εξοικονόμηση ενέργειας, είναι πολύ χρήσιμη η τοποθέτηση θερμοκουρτίνας στο εσωτερικό του θερμοκηπίου. Χρήσιμη είναι επίσης και η τοποθέτηση ανεμιστήρων στο εσωτερικό του θερμοκηπίου για την ομοιόμορφη κατανομή της θερμότητας στο χώρο του. Εκτός από την ομοιόμορφη θερμοκρασία η κίνηση του αέρα μέσα στο θερμοκήπιο δημιουργεί και ομοιόμορφες συνθήκες υγρασίας και διοξειδίου του άνθρακα.
Η μείωση της θερμοκρασίας, κατά τη διάρκεια της ημέρας, είναι επίσης πολύ σημαντική. Για το φυσικό εξαερισμό του θερμοκηπίου χρησιμοποιούνται παράθυρα οροφής και πλευρικά παράθυρα. Για να υπάρχει ικανοποιητικός εξαερισμός στη Νότια Ελλάδα, η επιφάνεια του πραγματικού ανοίγματος των παραθύρων καλά είναι να αποτελεί το 25% της καλυμμένης, από το θερμοκήπιο, επιφάνειας. Η χρησιμοποίηση προστατευτικών διχτυών από τα έντομα είναι χρήσιμη αλλά θα απαιτηθούν μεγαλύτερα ανοίγματα παραθύρων. Ο κατάλληλος εξαερισμός είναι σημαντικός όχι μόνο για τον έλεγχο της θερμοκρασίας, αλλά και για να ελεγχθεί η σχετική υγρασία του χώρου και να αναπληρωθεί το διοξείδιο του άνθρακα. Σχετικές υγρασίες επάνω από 90 τοις εκατό δημιουργούν προβλήματα ασθενειών, αυτό συμβαίνει ιδιαίτερα τη νύχτα. Η ψύξη με εξάτμιση νερού (δροσισμός) είναι ένας αποδοτικός και οικονομικός τρόπος να μειωθούν σημαντικά οι υψηλές θερμοκρασίες του θερμοκηπίου το καλοκαίρι. Προς το τέλος της άνοιξης, όταν οι θερμοκρασίες ημέρας γίνονται πάρα πολύ υψηλές, μπορεί να απαιτηθεί κάποια σκίαση μέχρι τις αρχές του φθινοπώρου. Τα υλικά σκίασης πρέπει να αφαιρούνται στα μέσα του φθινοπώρου. Οι κουρτίνες σκίασης είναι ρυθμιζόμενες και είναι προτιμότερες για αυτό το σκοπό.
Αν ενδιαφέρει ιδιαίτερα η παραγωγή του καλοκαιριού, ο συνδυασμός δυναμικού εξαερισμού και δροσισμού είναι μια καλή μέθοδος, αλλά καταναλίσκονται σημαντικές ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας.
Η θέρμανση, ο εξαερισμός και ο δροσισμός, πρέπει να λειτουργούν αυτόματα για σωστό έλεγχο της θερμοκρασίας και της υγρασίας και εξοικονόμηση εργασίας. Ένας ψηφιακός αυτοματισμός με Η/Υ είναι μια καλή επιλογή, αρκεί να αξιοποιεί κάποιο δοκιμασμένο φυσικό μοντέλο, για εξοικονόμηση ενέργειας.
Καλλιέργεια στο έδαφος
O παραδοσιακός τρόπος καλλιέργειας λαχανοκομικών ειδών στο θερμοκήπιο είναι στο έδαφος. Το έδαφος πρέπει να στραγγίζεται καλά. Το έδαφος μπορεί να βελτιωθεί με την εφαρμογή άφθονων ποσοτήτων καλά-χωνεμένης ζωικής κοπριάς ή καλά-χωνεμένα οργανικά υπολείμματα φυτικής προέλευσης. Οι προσθήκες στο έδαφος εφαρμόζονται πριν από την απολύμανση του. Τα εδάφη πρέπει να απολυμανθούν τουλάχιστον δύο εβδομάδες πριν φυτευτούν. Η απολύμανση μπορεί να γίνει με ατμό. Η θερμοκρασία του εδάφους διατηρείται 82°C (σε βάθος 10 εκατοστά) για τουλάχιστον τέσσερις ώρες. Αποφύγετε το βαθύ όργωμα μετά από την απολύμανση για να αποτρέψετε την άνοδο μικροογανισμών από βαθύτερα στρώματα.
Μια εδαφική ανάλυση είναι πολύ χρήσιμη πριν από το φύτευμα, για να προσδιοριστεί το λίπασμα που πρέπει να προστεθεί πριν και μετά το φύτευμα ανάλογα με τη καλλιέργεια Όλα τα φωσφορούχα λιπάσματα και το μεγαλύτερο μέρος του καλίου καλά είναι να δοθούν στο έδαφος πριν το φύτευμα και να ενσωματωθούν στο χώμα. Τα λιπάσματα αζώτου μπορούν να εφαρμοστούν, ένα μικρό μέρος πριν το φύτευμα και το υπόλοιπο κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης και καρποφορίας των φυτών. Τα λιπάσματα αζώτου και το υπόλοιπο του καλίου εφαρμόζονται διαλυμένα στο νερό της άρδευσης. Η άρδευση γίνεται με σταλάκτες.
Υδροπονική καλλιέργεια
Το θερμοκήπιο, όταν συνδυαστεί με υδροπονία, παρέχει τη δυνατότητα ρύθμισης όχι μόνον των παραγόντων που επηρεάζουν το εναέριο τμήμα του φυτού, αλλά και των παραγόντων που επηρεάζουν τη ρίζα των φυτών. Με αποτέλεσμα να αυξάνεται το μέγεθος της παραγωγής και να βελτιώνεται η ποιότητα των προϊόντων.
Η υδροπονία είναι μια τεχνολογικά εξελιγμένη μέθοδος γεωργικής παραγωγής στην οποία δεν χρησιμοποιείται το φυσικό έδαφος. Η υδροπονική καλλιέργεια των λαχανικών θερμοκηπίου περιλαμβάνει την καλλιέργεια των φυτών μόνο σε θρεπτικά διαλύματα, καθώς και σε τεχνητά ή φυσικά πορώδη υποστρώματα όπως ο ορυκτοβάμβακας, ο περλίτης, η ελαφρόπετρα, η χαλαζιακή άμμος, το άχυρο, κ.α. Τα υποστρώματα τοποθετούνται σε σάκους, αυλάκια, σκάφες, σωλήνες, κλπ. και αρδεύονται με θρεπτικό διάλυμα. Με την υδροπονία δεν χρειάζεται να απολυμανθεί το έδαφος του θερμοκηπίου, γιατί αυτό απομονώνεται από την καλλιέργεια με πλαστικό φύλλο.
Τα διάφορα συστήματα υδροπονικών καλλιεργειών, διακρίνονται σε κλειστά, όπου το θρεπτικό διάλυμα που στραγγίζει μετά την άρδευση των φυτών, κατά το μέγιστο μέρος του, ανακυκλώνεται και σε ανοιχτά συστήματα στα οποία το θρεπτικό διάλυμα που στραγγίζει μετά την άρδευση απορρίπτεται. Με τη χρησιμοποίηση του κλειστού συστήματος έχουμε εξοικονόμηση νερού και λιπασμάτων καθώς και μεγαλύτερη προστασία του περιβάλλοντος. Πολύ χρήσιμη θα είναι μια δεξαμενή συλλογής του απορριπτόμενου θρεπτικού διαλύματος, έξω από το θερμοκήπιο.
Εμπλουτισμός με Διοξείδιο του άνθρακα
Η εισαγωγή συμπληρωματικού διοξειδίου του άνθρακα στο θερμοκήπιο έχει βρεθεί ότι αυξάνει σημαντικά τις παραγωγές των καλλιεργειών του θερμοκηπίου. Το συμπληρωματικό διοξείδιο του άνθρακα είναι οικονομικά αποδοτικό όταν χρησιμοποιείται τις ώρες που υπάρχει φως και που δεν απαιτείται μεγάλος εξαερισμός. Καλύτερα αποτελέσματα μπορούν να επιτευχθούν με την έγχυση 800 -1500 PPM του CO2 στο χώρο του θερμοκηπίου, χρησιμοποιώντας καυστήρες καθαρού προπανίου - βουτανίου ή άλλες γεννήτριες του CO2. Όταν για τον εμπλουτισμό πρόκειται να χρησιμοποιηθούν τα καυσαέρια του συστήματος θέρμανσης, τότε είναι απαραίτητο να προηγηθεί επιλογή του κατάλληλου καυστήρα και των φίλτρων οξειδίων του αζώτου κλπ. Απαραίτητη επίσης είναι δεξαμενή αποθήκευσης θερμού νερού.
Ολοκληρωμένη διαχείριση παρασίτων (IPM)
Η ολοκληρωμένη διαχείριση παρασίτων είναι μια ολιστική προσέγγιση στη διαχείριση των παρασίτων. Το IPM δεν αποκλείει τη χρήση των φυτοφαρμάκων στο θερμοκήπιο. Τα φυτοφάρμακα όμως χρησιμοποιούνται μόνο ως συμπλήρωμα των άλλων μέτρων προστασίας, όπως των τεχνικών: φυσικού, μηχανικού, και βιολογικού ελέγχου, καθώς επίσης και της χρήσης εντόμων εχθρών, έτσι ώστε να μεγιστοποιηθεί η αποτελεσματικότητα. Στα σύγχρονα θερμοκήπια, στα οποία ρυθμίζεται σωστά το περιβάλλον τους, έχουμε πολύ μειωμένη χρήση των φυτοφαρμάκων. Έτσι μειώνονται όχι μόνο τα δυσμενή αποτελέσματα των χημικών ουσιών στους ανθρώπους και το περιβάλλον, αλλά μειώνεται και η πιθανότητα ανάπτυξης ανθεκτικών στα φυτοφάρμακα παρασίτων.
