Супертеплица - дискуссии

http://ivs2x.narod.ru/creativity/MyCreativity/IdeasAbout/Plants.htm

Материалы размещены с разрешения авторов (оппонентов). Возможны некоторые отличия от оригинальных текстов.

Из переписки:

Вопрос:

Ответ:

По материалам созданного мною форума "Город будущего - решение всех транспортных проблем" на сайте "Россия без машин": http://www.carfree.org.ru/forum/read.php?f=1&i=353&t=353

Автор: Павелpavlentii_001@mail.ru

Дата: 12-19-04 03:40

Вопрос:

Ув. Игорь. Прочитал Ваши статьи о городе будущего и о выращивании гидропонных растений, после чего статью о Вас и Вашей амбициозности.

Прежде скажу пару слов о себе: я родился и вырос в семье потомственных строителей, после школы несколько лет работал в области гражданского строительства, а затем пошёл учиться в ВУЗ и закончил инженерно-экологический факультет РХТУ им. Менделеева по специальности экобиотехнология (с красным дипломом) - говорю об этом, дабы показать, что обе проблемы мне весьма близки и в некоторой степени понятны.

А теперь немного критики.

2. Немного пессимизма про гидропонное культивирование растений:

Как Вам понятно, гидропонное культивирование растений - достаточно дорогое удовольствие. Например гидропонные: картофель, морковь, томаты, и.т.д., выращиваемые с использованием искусственного освещения (в зависимости от источника света 200 - 500 вт/м.кв./ч, при 14-16 ч/сут. светлого периода) + затраты на отвод избытка тепла + затраты на создание асептических условий (о стерильных речи не идёт, в промышленном масштабе это нереально) + и.т.д.... - сделают овощи на порядок дороже. Рентабельной может оказаться лишь технология получения безвирусного посадочного материала in vitro, с последующим выращиванием в открытом грунте (такая технология в настоящее время разработана и используется, в.т.ч. и в РФ). Понимая это (возможно не столь подробно), Вы говорите о лекарственных растениях, однако до настоящего момента попытки выращивать лекарственные растения in vitro на стандартных питательных средах безуспешны. Подбор среды для культивирования, например, растения жень-шеня занял несколько лет, а биологическая активность (лекарственные свойства) полученных экземпляров оказалась на порядки ниже, чем у выросших in vivo (в естественных условиях). В настоящее время гидропонное культивирование, к сожалению, высокорентабельно только для конопли, опийного мака и.т.п. (это незаконно, но сверхприбыльно - такова действительность.)

Собственно, по существу обоих проектов можно высказать больше критики, можно их и дополнить кое чем, приблизив к реальности в недалёком будущем.

Лично мне нравятся обе идеи, почему, собственно, я и пишу этот пост. Оба проекта далеки от совершенства, однако достойны доработки, детализации и последующей реализации.

Вопрос в том, поймут ли это люди своевременно, или раньше задохнутся в продуктах собственного метаболизма, погубив, при этом, множество других видов населяющих нашу планету - это понятно Вам, понятно мне, понятно другим людям, но их число ничтожно мало по сравнению с общим числом особей hoho sapiens на планете.

Со своей стороны я охотно приму участие в работе над такого рода проектами, мне есть что к ним добавить, есть и свои концепции такого рода (согласитесь, что термин: "концепция" более точно характеризует предложенные вниманию статьи, нежели "проект").

Если Ваш интерес к этим идеям не угас, а содержание данного поста показалось заслуживающим внимания, я готов продолжить дискуссию, искать для неё конструктивное русло и привлекать других участников.

Ответ:

Уважаемый Павел! Спасибо огромное за неравнодушие и Ваши замечания )) Прочитанный мною Ваш ответ - первая для хорошая новость за сегодняшний день ) Очень радостно что есть такие как Вы! Буду рад если Вам будет интересно поучаствовать в исправлении и развитии проектов.

после огласки и размещения на различных форумах критика действительно началась, но в основном вызванная тем, что в моих описаниях есть некоторые неточности формулировок (которые я теперь усиленно исправляю) или люди упускают некоторые моменты обоих концепций. В то время как общаясь со специалистами лично, я мог сразу же разъяснить некоторые неувязки или непонятности.

По поводу тепличек: во-первых, степень (а, соответственно, и стоимость) защиты от внешних факторов и паразитных форм тоже зависит от конкретных условий. Не обязательно стремиться к супердорогому идеалу как в космических кораблях. Вполне достаточен уровень защиты, обеспечивающий изоляцию от насекомых, простейших и просто посторонних форм (сорняков), так как неповреждённые крепкие растения сами способны бороться с вредной флорой. Во-вторых, искусственное освещение рентабельно! Мне трудно провести точные экономические расчёты, учитывающие все факторы, все за и против для конкретных условий. На одной экспоненте мы имеем непрерывное снижение стоимости и совершенствование техники и технологий, на другой - ухудшение эко-ситуации вкупе с увеличением стоимости с/х продукции. Когда эти кривые пересекутся - зависит от этих конкретных условий. В этой точке супертеплицы обретут рентабельность: в данном регионе, для данного вида продукции, и прочих данных.

Павел, Вы говорили что у Вас ещё много критических замечаний - пишите ))

Спасибо!

Вопрос:

Хочу привести Вам такой довод по поводу рентабельности теплиц с искусственным освещением: - Вся энергия, которую используют люди на планете Земля, за исключением силы прилива-отлива и внутреннего тепла планеты (которое по сей день ещё не научились эффективно использовать), прямо или косвенно преобразована из солнечного излучения. 

- В настоящее время людям не удалось найти более эффективный способ улавливания солнечного света по сравнению с процессом фотосинтеза, свойственного растениям.

- Использование любого искусственного источника света лишь увеличит путь света от Солнца к зелёному листу.

Однако:

При фотосинтезе листом поглощаются кванты света с длинной волны 430 и 670 нм (если ошибаюсь, то не на много, книжки под рукой нет) - остальное излучение, безусловно, влияет тем или иным образом на рост и развитие растения, но энергии ему не несет. Современная промышленность выпускает т.н. фитолампы, с соответствующим потребностям растения спектром излучения.

Солнце близко по своим свойствам к "абсолютно чёрному телу" - т.е. эффективно излучает и поглощает волны в широком спектре, излучение Солнца - равновесное излучение (как у лампочки накаливания).  Почему бы не трансформировать скудный, но равновесный, солнечный свет в две узких, но интенсивных полосы излучения, соответствующих потребностям растения /при помощи люминофора, например/!?

Стало быть теоретически возможно увеличить эффективность использования солнечного света растением, даже после нескольких стадий преобразования этой энергии!

Тем не менее, безусловно, рентабельнее сохранить благоприятную экологическую обстановку на планете и культивировать растения in vivo там, где это позволяют климатические условия, а чудо-теплицы использовать там, где есть такая необходимость.

К сведению: В настоящее время стоимость 4х-секционной теплицы с посадочной площадью 4х10 м.кв., оборудованной искусственными источниками освещения, системой аэрации и термостатирования составляет около 400 тыс.$ / без стоимости доставки и монтажа/. Её паспортный срок службы составляет 25 лет. Если в год снимать по 3 урожая чего-либо /в пределах 1-10 кг/м.кв/, то 400000/(25*3*10*40) = 13,(3)$/кг - в лучшем случае (и это без затрат на эксплуатацию, а электричества требуется 6 кВт.ч на 1 секцию, по 16 ч в сутки (3504 МВт за 25 лет ~125 тыс.$) + тепло).  Какой фрукт или овощ Вы согласились бы приобрести по 20 и более $ за кило?
=> Далеки пока люди от рентабельного культивирования растений in vitro!

Ответ:

Павел! ...как в воду глядите ))) одной из первых мыслей, которые были у меня при разработке теплиц - использовать установки с прозрачными крышами или счетоводы для "транспортировки" света внутрь установок. Но потом подумалось, что как раз это не очень-то рентабельно и довольно сложно. Хотя, возможно при использовании установок в местности где проблема с/х как раз в избытке солнечной радиации (пустыни, возвышенности, ледники) - это может оказаться замечательным дополнительным источником освещения. Насчёт люминофоров - по-моему, великолепная мысль - жидкий или газообразный люминофор, циркулирующий между внешней и внутренней средой. Я об этом не подумал, хотя светоотдача люминофоров обычно крайне незначительна. Но опять же всё упирается в технологии - возможно появятся или уже есть нужные люминофоры, или удастся недостаток интенсивности светоотдачи компенсировать за счёт увеличения площади источника светоотдачи (погрузив, например, прозрачный корпус установки в емкость с циркулирующим люминофором - спасибо за интересную идею! )) будете соавтором )) Эффективность светоиспользования супертеплиц должна (предположительно) быть на порядок выше любых стандартных теплиц. Соответственно, и соотношение выхода готовой продукции к затратам должно намного больше, на порядок! Видимо без точных компьютерных расчетов модели теплицы или прикидок специалистами не обойтись.

Я самую главную проблему обеспечения СТ вижу тоже энергетическую: рентабельность источников света. Но, по видимому, это всё же рентабельно, несмотря на длинную цепочку превращения солнечного излучения в искусственное. ведь в СТ не будет и рассеяния света - так как внутренние поверхности будут отражательными, а плотность и оптимальность облучения растений - опять же на порядок выше стандартных теплиц. Растениям нужен не только определённый спектр, как Вы правильно заметили, но и определённая интенсивность, равномерность. Кстати (ну, это скорее всего касается совсем далёкого будущего, хотя как знать) - самим растениям, точней их листьям, можно придавать такую форму, которая бы обеспечила оптимальное световосприятие. Форма и вообще организм растений унаследованы от естественной природной среды - для искусственной оптимальные формы будут совсем иными - например, овально-квадратными (об этом упоминал вскользь).

Вот, от суммы технологий и параметров рынка в конкретных регионах может зависеть рентабельность технологии. ))