Ünite 5: Sera Donanımları

Havalandırma Sistemleri

İç ve dış ortamlar arasında hava alış-veriş işlemi havalandırma olarak ifade edilir. Fazla ısıyı uzaklaştırmak ve sıcaklığı kontrol etmek, nem kontrolünü sağlamak, karbon dioksit ve oksijen alış-verişi yapmak amacıyla seralarda havalandırma yapılır.

Seralarda havalandırmada doğal havalandırma ve zorlanmış havalandırma olarak iki yöntem kullanılır. Havalandırma sistemlerinde dikkate alınacak ölçütler;

• Hava değişim sayısı
• Havalandırma oranı
• Havalandırma kapasitesi
• İç ve dış hava arasındaki sıcaklık farkı • Ser içi sıcaklık dağılımının homojen dağılımı
• Bitki örtüsü içi ve çevresindeki hava hızıdır.

Havalandırmanın çatı veya yan pencereler açıkken sera içi ve dışı arasındaki hava değişimi şeklinde yapılmasına doğal havalandırma denir. Havalandırma bitki seviyesindeki sıcaklık dağılımının homojen olmasını sağlamalıdır. Serada doğal havalandırmanın bağlı olduğu faktörler:

1. Rüzgar hızı,
2. Rüzgar yönü,
3. Rüzgar tarafındaki pencerenin pozisyonu,
4. Rüzgar ters tarafındaki pencerenin pozisyonu,
5. Havalandırma açıklık alanı,
6. Havalandırma kanatlarının açılma yüzdesi

Serada eterli hava değişimi için toplam pencere alanının taban alanına oranının % 20-4 5 olması uygun görülmektedir.

Rüzgar hızının yeterli olmadığı bölgelerde zorlamalı havalandırma sistemi de kullanılmaktadır. Zorlamalı havalandırmada ısınan hava, mekanik olarak çalıştırılan fan ile dışarıdaki aha serin havayla yer değiştirilir. Hava girişi ve çıkışının sağlandığı yerler arası mesafe 40 metreyi geçmemelidir. Zorlamalı havalandırmada havalandırma etkinliği daha fazladır. Ancak ilk yatırım maliyetleri ve işletme maliyetleri yüksektir.

Sirkülasyon fanı ve delikli plastik kanalları ile hava dolaşımı uygulamaları ile sera içerisinde sıcaklık, bağıl nem ve CO ₂ seviyelerinin her yerde aynı olması sağlanmaktadır.

Serinletme Sistemi

Serada ortalama en büyük sıcaklık 28 ^o C’yi aşarsa, yapay soğutma sistemleri kullanılır. Seralarda sıcaklık kontrolü buharlaştırmalı serinletme sistemleriyle sağlanabilir. Buharlaştırarak serinletme, esas olarak ısı kaybı ve kazancı olmayan bir doyma işlemidir. Buharlaştırarak serinletmede ıslak yastık, yüksek basınçlı sisleme ve düşük basınçlı sisleme olmak üzere üç yöntem kullanılır.

Fan-petek sistemi ıslak yastık sistemi olarak da ifade edilir. Petekler seraya dikey ya da yatay olarak yerleştirilir. Dikey petek daha yaygın olarak kullanılmaktadır.

Sayfa 81, şekil 5.11’de örüldüğü gibi, fan ve petek karşılıklı olarak yan duvarlara yerleştirilir. Fan petek sistemi çalıştırılırken tüm pencereler kapatılır. Fan-petek sistemi suyun buharlaşırken sahip oluğu soğutma etkisini kullanır.

Perdeleme Sistemi

Seralarda bitki için uygun ışık, sıcaklık ve nem koşullarını oluşturmak için perdeleme sistemi kullanılır. Çevresel kontrol, karartma, gölgeleme ve enerji tasarrufu gibi nedenlerle perde kullanılır.

Gölgeleme perdesi, gündüz saydam örtüyü geçerek sera içine giren güneş ışınımının bitki ve diğer çevre bileşenlerinin ısınmasını azaltıcı etkide bulunmaktadır. Serinletmede kullanılan fan-petek sisteminin etkin kullanılması için mutlaka gölgeleme sistemi olmalıdır. Gölgeleme perdeleri yeşil renkli plastik esaslı örtülerdir.

Ülkemizde sera örtü malzemesinin dış yüzeyine kireç sürülerek yapılan bir gölgelendirme uygulanmaktadır. Ancak kireç uygulaması kalıcı gölgeleme etkisi oluşturduğundan kontrol altına alınamaz.

Gündüz depolanan güneş enerjisi gece boyunca zeminden yukarıya doğru transfer edilir. Isı perdesi kullanılarak ısının yukarılara gitmesi engellenir. Isı perdesi kullanımı hem gece boyu uzun dalgalı ışınımı yansıtarak hem de seranın hacmini küçülterek ısı tasarrufu sağlar.

Perdeler kullanım tarzına göre sabit, yarı sabit ve hareketli sistemler olarak kurulabilir. Modern seralarda hareketli tip perdeler tercih edilmektedir.

Nemlendirme Sistemleri

Bitkilerde buharlaşmanın etkisiyle, seranın içi dışından daha nemlidir. Güneş ışınımının daha yüksek olduğu koşullarda ise iç ortamdaki nem seviyesi düşer. Gerekli nem seviyesi yapay nemlendirme sistemleri ile sağlanabilir. Su kaybının önlenmesi, yetişme koşullarının iyileştirilmesi, kalitenin artırılması için nemlendirme yapılmalıdır. Yapay nemlendirmede dört yöntem kullanılır:

1. Islak yastık ile nemlendirme,
2. Çift akış memeli sisleme,
3. Düşük basınç memeli sisleme,
4. Yüksek basınç memeli sisleme.

Sisleme, suyun çok küçük damlalar halinde havaya hemen buharlaşacak şekilde püskürtülmesidir. Düşük ya da yüksek basınçlı sislemede oluşan sis, suyun parçacık çapına göre belirtilmektedir. Sis çapı küçüldükçe buharlaşma daha kısa sürede olurken çap büyüdükçe buharlaşma daha uzun zaman alır. Ancak sis çapı hiçbir zaman bitki yaprağını ıslatmayacak seviyede olmalıdır.

Nemlendirme sistemler doğal ve zorlanmış havalandırmayla birlikte çalıştırılırsa, sıcaklık ve nem dağılımları daha homojen olur. Sislemede buharlaşma etkinliği, sisin buharlaşma hızının sisleme hızına oranıdır.

Isıtma Sistemi

Sağlıklı, kaliteli ve bol ürün alınabilmesi için serada uygun iklim koşulları sağlanmalıdır. Seranın ısıtılması bu koşulların önemlilerinden biridir. Sıcaklığın düşük olduğu tüm çevresel koşullarda sera ısıtılmalıdır. Dış ortam sıcaklığının 10 ^o C’nin altında olası durumunda ısıtmaya gereksinim duyulur. Maliyetti artırsa da seranın ısıtılması ile hızlı büyüme, erken hasat ve hastalıkla mücadelede kolaylık sağlanır. Seranın ısıtılmasında;

• Fosil yakıtlar,
• Biyokütle,
• Jeotermal enerji,
• Sanayiden atık ısı,
• Güneş enerjisi kullanılır.

Seralarda ısıtmada; merkezi buhar kazanı, merkezi sıcak su kazanı, sera içi sıvı/gaz yakıtlı hava ısıtıcı ve radyant ısıtıcı sistemleri kullanılmaktadır.

Seralarda enerji dönüşüm etkinliği ısı pompası kullanılarak artırılabilir. Doğal koşullarda ısı geçişi her zaman yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa doğru olur. Düşük sıcaklıktaki ortamdan yüksek sıcaklıktaki bir ortama ısı geçişi ancak ısı pompası ile sağlanır. Isı pompası kışın ısıtma, yazın ise soğutma için kullanılır.

Karbondioksit Enjeksiyon Sistemi

Bitkiler fotosentez yaparken CO ₂ kullanırlar. Serada yoğun bitki topluluğu olduğundan iyi havalandırma yapılsa bile, iç ortamdaki CO ₂ oranı dışarıdaki seviyeden daha düşüktür. Çoğu bitki türü için CO ₂ konsantrasyonunda azalma üretilen meyve-sebze miktarını olumsuz etkiler. CO ₂ ile zenginleştirme yapılması bitki büyümesi, erken hasat ve yüksek kalite sağlamaktadır _.

Karbondioksit zenginleştirme işlemi için farklı yöntemler kullanılmaktadır:

• Sıvı karbondioksit kullanmak,
• Sera içi gaz yakıtlı hava ısıtıcının egzoz gazını kullanmak,
• Sera içi CO ₂ enjeksiyon ünitesi kullanmak,
• Sera dışında merkezi yakma ünitesi kullanmak.

Petrol ve kömür kazanlı ısıtma sistemlerinin egzoz gazları kükürt dioksit içerdiğinden kullanılmamalıdır.

Kışın ışık seviyesinin düşük olduğu dönemlerde, CO ₂ enjeksiyonundan etkili sonuç almak için yapay aydınlatma uygulanmalıdır.

Yapay Aydınlatma Sistemi

Bitkiler fide-vejetatif-jeneratif üretim dönemi boyunca ışık seviyesinden etkilenirler. Sera içi ışık seviyesinde gün uzunluğu, güneş ışınlarının gelme açısı, bulutluluk durumu, bitki yoğunluğu, sera yapısı ve örtü malzemesinin etkisi olmaktadır. Aydınlanmanın yetersiz olduğu durumlarda fotosentez ve foto-periyot amacıyla yapay aydınlatma yapılır. Yapay aydınlatma için aşağıdaki faktörlere dikkat edilir:

• Seradaki bitkilerin ışık gereksinimi,
• Gün uzunluğu,
• Güneşlenme süresi,
• Güneş açısı,
• Yapısal gölgeleme düzeyi.

Elektrik enerjisini kullanarak güneş ışınımına uyumlu bir aydınlatma kaynağı oluşturmak olanaksızdır. Serada yapay aydınlatma sistemleri için lamba etkinliği, kullanım ömrü, ışık yoğunluğu, spekral kalitesi, fiyatı ve elektrik tüketimi dikkate alınması gereken noktalardır. Kış dönemlerinde serada bitkiler için gerekli olan ışık miktarı yapay aydınlatmayla tamamlanır.

Sulama ve Gübre Dozaj Sistemi

Bitkilerin en önemli girdileri su ve gübredir. Bitkilerin ihtiyaç duydukları gübreler, damla sulama yöntemi ile bitkilere ulaştırılmaktadır. Damla sulamada gübrenin sulama suyuna katılmasında bazı dozaj düzeneklerinden yararlanılır:

1. Venturi enjektör,
2. Hidrolik enjektör,
3. Manyetik pompa,
4. Pistonlu mekanik pompa.

En az iki dozaj birimiyle gübreli stok çözelti suyla karıştırılarak damla sulama borularıyla iletilir.su ve besin maddelerinin aynı anda toprağa ya da bitki kök bölgesine iletilmesine “fertigasyon” denmiştir.

Fertigasyon uygulamasında venturi, hidrolik, manyetik veya mekanik pompalar kullanılarak geliştirilen farklı tip makinalar:

1. Karışım tanklı fertigasyon makinası,
2. Hat üstü karışım yapan fertigasyon makinası,
3. Yandan geçişli ve hat üstü karışım yapan fertigasyon makinası.

Fertigasyon sisteminde sulama suyuna verilecek gübre miktarı ayarlaması yapılırken:

• Uygulanan miktar,
• Uygulama suresi,
• Gübrelerin oranı,
• Başlama ve bitiş zamanına dikkat edilmelidir.

Fertigasyon uygulamasıyla su ve gübre tasarrufu sağlamanın yanında bitki verimliliği ve kalitesi de artar.

Sulama suyu ve gübreli suyun çevriminde elektriksel iletkenlik, pH ve alkalilik çok önemlidir.

Sulama suyunun elektriksel iletkenliği suda çözünmüş mineral miktarını ifade eder. pH sudaki hidrojen konsantrasyonunu belirtir.

Bitkiler anyon-katyon dengesinin fonksiyonuna göre besin maddesini alırlar. Katyon- anyon dengesi bir bitkiye alınan besinlerdeki pozitif iyonların toplamının negatif iyonların toplamına eşit olmasıdır.