ایجاد شرایط اقلیمی مورد نیاز در گلخانه

دشوار بودن و هزینه بالای افزایش تابش با روش های مصنوعی (به جز گلخانه های بسیار پیشرفته و منحصر به محصولات دارای ارزش اقتصادی بسیار خوب) انتخاب مکان و طراحی مناسب گلخانه برای دریافت مناسب و کافی تشعشع خورشید در فصول پاییز و زمستان را ضروری می کند. بنابر این شرایط طبیعی تابش عامل محدود کننده اصلی است که در زمان تاسیس گلخانه باید به آن توجه شود.

به دلیل موازات دمای هوا و دمای خاک (با توجه به این حقیقت که نوسانات دما در داخل گلخانه نسبت به فضای آزاد کم تر می باشد)، معمولا دست یابی به دمای هوای محیط مطلوب، دمای مناسب خاک را نیز در پی خواهد داشت.

 کشت و کار محافظت شده در گلخانه یا گلخانه های تونلی (high tunnels)، بسته به موارد ذکر شده در زیر باعث افزایش درجه حرارت  روز (نسبت به محیط خارج از گلخانه)  تا دماهای بیش از اندازه بالا می شود (شکل 2):

·         ویژگی های مواد و جنس مورد استفاده برای پوشش گلخانه

·         سرعت باد در فضای بیرون گلخانه

·         میزان تابش خورشید

·         میزان تعرق محصول در حال رشد در گلخانه

از طرف دیگر دمای شبانه تنها به میزان جزئی نسبت به محیط بیدون گلخانه افزایش می یابد (حد اکثر 2 تا 4 درجه سانتی گراد). در برخی موارد نیز دمای داخل گلخانه از دمای محیط بیرون پایین تر است (پدیده وارونگی هوا). حد اکثر افزایش دما به عواملی مانند عرض جغرافیایی، ویژگی های مکان احداث گلخانه و فصل سال از نظر تغییرات میزان تابش خورشید بستگی دارد (شکل 3).

برای افزایش دما در شرایط سرما، رایج ترین راه حل گرم کردن مصنوعی محیط گلخانه با استفاده از سیستم های گرمایشی تجاری می باشد. 

با این وجود،  استفاده از سیستم های گرمایشی پر هزینه از نظر اقتصادی همیشه هم به صرفه نیست. برخی اوقات یک سیستم عایق بندی مناسب و کارا می تواند با هزینه کمتر، از افت دما در شب جلوگیری کند. 

به طور مثال در برخی از گلخانه های کشور چین در هنگام غروب خورشید سقف گلخانه را با لایه ای از قوطی ها و چوب، پوشش می دهند و هنگام طلوع خورشید این پوشش را جمع می کنند. این روش از هدر رفتن بخش عمده ای از دمای داخل گلخانه جلوگیری می کند. اما مشکل روش مذکور نیاز به نیروی کار فراوان است.

 تازه کردن هوای داخل گلخانه توسط سیستم تهویه طبیعی رایج ترین و اقتصادی ترین روش برای ممانعت از ایجاد حرارت بیش از حد در گلخانه است.

میزان تازه سازی و تهویه  هوا در واحد زمان که برای برای حفظ شیب دمایی مناسب گلخانه، بسته به حد اکثر تابش خورشید پیش بینی شده در منطقه می تواند بسیار بالا باشد (شکل 4). از این رو دستیابی به این میزان تهویه بدون استفاده از سیستم های تهویه مکانیزه پر قدرت تقریبا غیر ممکن است.    

نیازهای اقلیمی سبزیجات گلخانه ای

رایج ترین گونه های گیاهی که به صورت گلخانه ای پرورش داده می شوند سبزیجاتی با نیاز حرارتی متوسط می باشند (گوجه فرنگی، فلفل، خیار، خربزه، هندوانه، کدو سبز، لوبیا سبز و بادمجان).

 هدف کشت این سبزیجات در فضای گلخانه، طولانی کردن دوره رشد این گیاهان نسبت به فصل رشد طبیعی آن ها در کشت فضای باز و در نتیجه افزایش دادن بهره وری و سود است.

 حتی امروزه، تولید محصولات گلخانه ای در مناطق جغرافیایی فاقد شرایط اقلیمی مطلوب به دلیل نیاز به تجهیزات گرانقیمت کنترل اقلیم داخل گلخانه با سوالات بسیاری رو به رو است. در هر صورت نتایج اقتصادی تایین کننده نهایی منطقه احداث پروژه های گلخانه ای می باشد.

گیاهانی که به صورت سنتی در فصل گرم کشت و کار می شوند به طور میانگین به دمای محیط 17 تا 28 درجه سانتی گراد سازگار هستند و دمای قابل تحمل حد اقل و حد اکثر برای این گیاهان به ترتیب 12 و 32 درجه سانتی گراد می باشد. این گیاهان به سرما حساس هستند و یخبندان خسارات جبران ناپذیری به آن ها وارد می آورد.

قرار گرفتن در دما های پایین تر از 10 تا 12 درجه سانتی گراد به مدت چندین روز بر میزان تولید این محصولات گرمادوست تاثیر منفی می گذارد. همچنین دما های بالای 30 درجه سانتیگراد (در شرایط هوای خشک) یا دماهای 30 تا 35 درجه سانتیگراد (در شرایط رطولت بالای هوا) تولید این محصولات را کاهش می دهد. 

اختلاف بین دمای متوسط روز و شب (تناوب حرارتی) برای انجام مناسب فرایند های فیزیولوژیک گیاه مورد نیاز است. اختلافات حرارتی مطلوب بین شب و روز چیزی بین 5 تا 7 درجه سانتیگراد می باشد.

حد اقل تشعشع روزانه مورد نیاز برای این گونه های گیاهی در حدود 5/8 مگا ژول در روز (برابر 34/2 کیلو وات ساعت بر متر مربع در روز) تخمین زده شده است که در طی کوتاه ترین روز های سال (ماه های نوامبر، دسامبر و ژانویه در نیم کره شمالی و ماه های می، جون و جولای در نیمکره جنوبی) ضروری می باشد. این به معنای 6 ساعت آفتاب در روز یا یک حد اقل 500 تا 550 ساعت افتاب در طی این سه ماه است. طول روز و شب و به تبع آن میزان تابش خورشید به عرض جغرافیایی و زمان سال بستگی دارد (جدول 1).

دیگر عامل اقلیمی مورد نیاز برای این گونه های گیاهی دمای خاک بیشتر از 14 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی هوای 70 تا 90 درصد است.