Zaštićeni prostori su svi načini zaštite biljaka od nepovoljnih klimatskih uvjeta, čime se omogućava proizvodnja na određenom prostoru i u određenom vremenu dok ista ta proizvodnja nije moguća na otvorenome. Njihova je glavna svrha očuvanje topline koja se akumulira od svjetlosne energije sunca ili uvodi sustavima grijanja. Ovisno o tipu i opremljenosti, u zaštićenim je prostorima moguće do određenog stupnja regulirati pojedine vegetacijske čimbenike (temperaturu, relativnu vlagu zraka, trajanje i intenzitet osvjetljenja, koncentraciju CO2). Također, ovisno o opremljenosti zaštićeni prostori imaju različite funkcije: privremena zaštita od mraza (produžuje se razdoblje uzgoja pojedine kulture); proizvodnja sadnog materijala (presadnice povrća i cvijeća, ukorjenjivanje reznica); proizvodnja povrća i ukrasnog bilja od sjetve ili sadnje do berbe.
Zašto zaštićeni prostori?
Svjedoci smo klimatskih promjena i sve češćih ekstremnih vremenskih prilika, tako da su klimatski/vremenski prosječne godine sve rjeđe i proizvodnja je sve više izložena riziku. Proizvodnja povrća je vrlo osjetljiva na klimatske promjene koje rezultiraju promjenom produktivnosti i kvalitete usjeva (najčešće smanjenjem), promjenama u poljoprivrednim praksama (promjena roka uzgoja, duljine vegetacije, dinamike navodnjavanja i fertirigacije…), utjecajem na okoliš (povećana potrošnja gnojiva i sredstva za zaštitu bilja), porastom koncentracije CO2.
U takvim uvjetima prednost imaju zaštićeni prostori opremljeni opremom za reguliranje mikroklime, u kojima su umanjeni nepovoljni vanjski uvjeti. Glavna prednost primjene visoke tehnologije u zaštićenim prostorima je osiguravanje dodatne sigurnosti i stabilnosti u proizvodnji, što u konačnici može rezultirati većom profitabilnošću u trenutnim tržišnim uvjetima. S obzirom na stanje proizvodnje u zaštićenim prostorima, postojeće plastenike potrebno je poboljšati prvenstveno u smislu stabilnosti konstrukcije, dovoljnog hlađenja (korištenjem opreme za prisilnu ventilaciju) i dovoljnog ulaska prirodnog svjetla, odnosno primjene dopunskog osvjetljenja za zimsku proizvodnju. Prilikom izgradnje novih zaštićenih prostora fokus treba biti na grijanim i potpuno opremljenim zaštićenim prostorima za cjelogodišnju proizvodnju. Pregled utjecaja klimatskih promjena na proizvodnju u zaštićenim prostorima dan je u tablici 1.
Tablica 1. Utjecaj klimatskih promjena na proizvodnju u zaštićenim prostorima
| Problem uzrokovan klimatskim promjenama | Preporučena mjera | Detalji primjene |
| Visoke temperature u plasteniku | Ugradnja sustava ventilacije i hlađenja | Korištenje ventilatora, bočnih/krovnih otvora, evaporativnih rashladnih sustava (adijabatsko hlađenje). |
| Pretjerano sunčevo zračenje | Zasjenjivanje plastenika | Upotreba mreža za zasjenjivanje (30–60 %), nanošenje vapna ili specijalnih premaza na foliju. |
| Ekstremne oluje i jaki vjetrovi | Ojačavanje konstrukcije | Čvršći profili, kvalitetnija folija, dodatno učvršćivanje sidrenjem i poprečnim vezama. |
| Nedostatak vode i suše | Učinkoviti sustavi navodnjavanja | Navodnjavanje kapanjem, malčiranje, prikupljanje kišnice, ugradnja senzora vlage tla. |
| Loša kvaliteta vode (slanost) | Filtracija i prilagodba navodnjavanja | Korištenje filtera, miješanje vode, redovito ispiranje tla radi smanjenja saliniteta. |
| Povećan napad štetnika | Integrirana zaštita bilja | Biološka kontrola (korisni kukci), mreže protiv insekata, feromonske klopke. |
| Povećana zaraza biljnim bolestima | Kontrola vlage i ventilacije | Pravovremeno prozračivanje, uklanjanje viška vlage, izbjegavanje kondenzacije. |
| Oscilacije u količini svjetla | Dopunska rasvjeta | LED rasvjeta, optimizacija fotoperioda za kulture. |
| Povećani troškovi energije | Energetski učinkoviti sustavi | Izolacija plastenika, korištenje obnovljivih izvora (solarni paneli). |
| Nestabilne temperature zimi | Poboljšanje grijanja | Korištenje grijanja na toplu vodu, toplinskih pumpi, toplinskih masa (bačve s vodom). |
Izgradnja zaštićenih prostora
Na izbor lokacije za izgradnju zaštićenog prostora utječe više čimbenika: tržište, klima, reljef, tlo, voda za navodnjavanje, izvor energije za grijanje, izgrađenost komunalne infrastrukture. Svi ovi čimbenici detaljno su objašnjeni u ranije objavljenim prilozima Gospodarskog lista https://gospodarski.hr/rubrike/podizanje-i-opremanje-zasticenih-prostora/). Naravno iz vida se ne smije isključiti i zakonska regulativa Republike Hrvatske (od GUP-a nadalje).
Prilikom izgradnje zaštićenih prostora potrebno je uz ostalo pridržavati se i odredbi Pravilnika o jednostavnim i drugim građevinama i radovima (NN 112/17, 34/18, 36/19, 98/19, 31/20, 74/22, 155/23), koji u Članku 2., Stavak 1., Točka 17. navodi kako se bez građevinske dozvole i glavnog projekta može graditi:
- Građevina i oprema namijenjena biljnoj proizvodnji u zatvorenom prostoru s potkonstrukcijom koja se ne temelji i komunikacijskim trakama od betonskih predgotovljenih elemenata i jednostrukim ili dvostrukim pokrovom koji nije krut (plastična folija, mreža i sl.) i to:
a) plastenici širine do 6 m, najveće visine u sljemenu 3,5 m bez temelja, poda i komunikacijskih traka,
b) plastenici širine veće od 6 m i/ili visine u sljemenu veće od 3,5 m s ili bez trakastih temelja ili temelja samaca, s ili bez izvedenog poda s komunikacijskim trakama od betonskih predgotovljenih elemenata u skladu s tipskim projektom za kojega je doneseno rješenje na temelju članka 77. Zakona o gradnji (NN 153/2013, 20/2017, 39/2019, 125/2019, 145/2024) ili tehnička ocjena sukladno posebnom zakonu.
Također, Članak 4., Točka 12. kaže kako se bez građevinske dozvole, a u skladu s glavnim projektom može graditi:
- Građevina i oprema namijenjena biljnoj proizvodnji u zatvorenom prostoru, kao što je:
a) staklenik s pokrovom najveće mase plohe pokrova manje ili jednake 12,5 kg/m² i potkonstrukcijom s trakastim temeljima ili temeljima samcima, bez izvedenog poda s komunikacijskim trakama od betonskih predgotovljenih elemenata,
b) plastenik iz članka 2. stavka 1. točke 17. ovoga Pravilnika, odnosno staklenik iz podtočke a) ove točke s razvodom sustava za navodnjavanje, toplovodnog ili toplozračnog grijanja, niskonaponske električne instalacije te instalacije plina, uključivo priključak na postojeću građevinu za opskrbu vodom, plinom i električnom energijom, pripremu tople vode ili toplog zraka, pripremu mješavine hranjive otopine ili skladištenje CO2.
Prema trenutnim zakonskim propisima, bez građevinske dozvole i glavnog projekta mogu se graditi visoki tuneli bez ikakve opreme, dok je za bilo koji drugi tip opremljenog zaštićenog prostora potrebno izraditi barem glavni projekt.
Za izgradnju novog zaštićenog prostora potrebno je koristiti nosivu konstrukciju koja udovoljava standardu HRN EN 13031-1:2020/NA:2021, Staklenici – Projektiranje i izgradnja – 1. dio: Staklenici za komercijalnu proizvodnju – Nacionalni dodatak. Standard određuje principe i zahtjeve za mehaničku otpornost i stabilnost, mogućnost servisiranja i trajnost konstrukcije zaštićenih prostora.
Folije za pokrivanje zaštićenih prostora trebaju udovoljavati standardu HRN EN 13206:2025, Plastika – Plastomerni pokrivni filmovi za uporabu u poljoprivredi i vrtlarstvu. Standard se primjenjuje na termoplastične folije za prekrivanje u poljoprivredi i hortikulturi, debljine od 20 µm do više od 250 µm, na bazi polietilena i/ili materijala kopolimera etilena, sljedećih tipova: ne-termičke folije, termičke prozirne folije i termičke difuzne folije. Njime su određena dimenzijska mehanička, optička i toplinska svojstva folija za pokrivanje tunela i plastenika, a uključuje i smjernice za postavljanje, uporabu i zbrinjavanje folija.
Bez obzira o kojem se tipu zaštićenog prostora i razini opremljenosti govori, cijena izgradnje je posljednjih nekoliko godina značajno porasla zbog poskupljenje troškova materijala. Koliko će iznositi investicija ovisi o svakom pojedinom investitoru koji samostalno odlučuje o vrsti zaštićenog prostora koji želi (niski ili visoki tunel, plastenik ili staklenik, obiteljski ili profesionalni plastenik, grijani ili negrijani) kao i o opremi koja se ugrađuje (sustav za navodnjavanje, fertirigaciju i zaštitu, anti-insekt mreže, energetske zavjese, radni stolovi…). Naravno, velik utjecaj na konačnu cijenu ima i odabir dobavljača opreme i izvođača radova, koji temeljem traženja investitora izrađuju ponude sa specifikacijama. Prema sadašnjem stanju na tržištu, cijena kvadrata zaštićenog prostora može iznositi od 50 do 70 EUR- za visoke tunele, 100 do 150 EUR-a za negrijane plastenike s automatiziranim bočnim ventilacijama pa do 200 i više EUR-a za grijane plastenike/staklenike s opremom za hidroponski uzgoj. Cijena ovisi o vrsti, površini i opremljenosti zaštićenog prostora.
Tipovi i namjena zaštićenih prostora
Niski tuneli (visine 40 do 60 cm, širine 50 do 100 cm) sastoje se od lučno savijenih nosača preko kojih se postavlja folija debljine oko 0,1 mm (100 µm- mikrometara) ili agrotekstil. Lukovi se postavljaju na razmak 100 cm i ukopavaju u tlo 10 do 15 cm.
Niski tuneli (slika 1) se najčešće koriste za proizvodnju presadnica golog korijena i kao zaštita od kasnih proljetnih mrazova kultura posađenih na otvorenome. Folija se sa sjeverne strane ukopa u tlo, a s južne pričvršćuje na površinu tla. Time je omogućeno lako podizanje folije radi prozračivanja u najtoplijem dijelu dana, kad vanjska temperatura dosegne maksimalnu za rast i razvoj uzgajane kulture. Za pridržavanje folije tijekom prozračivanja služi polipropilensko vezivo, dijagonalno napeto između lukova. Prozračivanje završava 2 do 3 sata prije zalaska sunca kako bi se sačuvalo dovoljno topline za zaštitu od nižih noćnih temperatura.
Visoki tuneli (visine 180 do 220 cm, širine 200 do 500 cm) imaju aluminijske ili pocinčane cijevi ili profile kao lukove. Radi veće čvrstoće, lukovi postavljeni na razmak 150 cm, međusobno se na sljemenu povezuju pocinčanom žicom ili spojnicama i cijevima. Folija debljine 100 do 150 µm se napinje preko lukova i ukopava u tlo, a za prozračivanje se koriste čeone stranice. Zbog male mogućnosti prozračivanja (samo čeone stranice), visoki tuneli (slika 2) ne bi smjeli biti duži od 25 m.
Najbolje je ako se tuneli postave barem 14 dana prije sjetve ili sadnje kako bi se tlo zagrijalo. Tunel može zaštititi biljke do -3 °C. Kulture uzgajane u tunelu zaštićene su od nepovoljnih klimatskih prilika u početnoj fazi rasta, zbog čega se skraćuje vrijeme od sjetve ili sadnje do berbe. Također, tunel štiti uzgajanu kulturu od kasnih proljetnih mrazova. Sjetvom ili sadnjom u tunel može se produžiti period berbe u jesen. Osim toga, kulture koje ne zahtijevaju puno topline prezimljavaju u tunelu, odnosno, mogu se uzgajati kao ozime. Ozime kulture se beru prije sadnje glavnih kultura u proljeće.
Plastenici (slika 3) i staklenici (slika 4) su stalni (stabilni) zaštićeni prostori, pokriveni polimernim materijalima u obliku folija debljine 200 do 300 µm ili ploča, odnosno, staklom. Konstrukcija ovih objekata danas je izgrađena od vruće pocinčanih čeličnih cijevi i aluminijskih profila. U odnosu na ranije korištene materijale za izradu konstrukcije (drvo, beton) prednost čelične nosive konstrukcije je u uskim profilima čime je smanjeno zasjenjivanje biljaka, lakše je održavanje, velika trajnost. Ipak, konstrukcija staklenika je širih profila, s više elemenata za ukrućenje u odnosu na plasteničku i postavlja se na betonske temelje. Razlog je nekoliko puta veće opterećenje pokrovnim materijalom. Nosiva konstrukcija staklenika mora zadovoljiti i poseban statički proračun zbog lake lomljivosti stakla.
Plastenici bez grijanja ili s interventnim zagrijavanjem mogu se koristiti kada vanjska temperatura nije niža od -4 do -8 °C, što omogućava sjetvu i sadnju početkom ožujka (za manje osjetljive vrste) i početkom travnja (za toploljubive vrste). U jesen se takvi objekti mogu koristiti do kraja studenoga, odnosno, u njima je moguće uzgajati ozime kulture. Grijani plastenici i staklenici koriste se za zimsko-proljetnu proizvodnju toploljubivih vrsta i za proizvodnju presadnica koje se sade u negrijani zaštićeni prostor ili na otvoreno.
U tablici 2 su prikazane različitih tipova zaštićenih prostora i njihove osnovne značajke, dok je u tablici 3 prikazana njihova pogodnost za različite klimatske prilike i kulture.
Tablica 2. Vrste zaštićenih prostora i njihove značajke
| Vrsta plastenika | Konstrukcija / oblik | Pokrovni materijal | Način grijanja | Razina automatizacije | Glavne prednosti | Glavni nedostaci | Tipična primjena |
| Visoki tunel | Lučni ili polukružni okvir (metal ili PVC) | Polietilenska folija | Bez grijanja | Ručni sustav | Niska cijena, laka izrada, dobra propusnost svjetla | Manja trajnost, slabija otpornost na snijeg i vjetar | Mali proizvođači, rana proljetna proizvodnja |
| Plastenik sa polukružnim krovom | Zaobljen krov, jednostavan okvir | Polietilenska folija | Obično bez grijanja | Ručni sustav | Laka montaža, ekonomičan | Ograničen prostor uz bočne zidove | Povrće, cvijeće |
| Gotik plastenik (šiljasti luk) | Krov u obliku šiljastog luka | Polietilenska folija | Po potrebi grijani | Ručni / poluautomatizirani sustav | Čvrsta konstrukcija, dobro klizanje snijega, ravnomjerno svjetlo | Nešto viša cijena | Srednja poljoprivredna gospodarstva |
| Višestruki (blok plastenik) | Više povezanih jedinica bez unutarnjih zidova | Dvostruka polietilenska folija | Grijani | Automatizirani | Stabilna temperatura, učinkovit za velike površine | Skup i složen za održavanje | Industrijska i komercijalna proizvodnja |
| A–oblik | Trokutasti krov s okomitim zidovima | Staklo ili polikarbonat | Grijani ili negrijani | Moguća poluautomatika | Dobra ventilacija, jednostavno održavanje, više prostora | Veća cijena izgradnje | Sve klime, istraživački centri |
| Polikarbonatni plastenik | Krute ploče | Dvoslojni polikarbonat | Bilo koji sustav | Poluautomatizirani | Dugotrajan, dobra izolacija, čvrst | Viša cijena materijala | Cjelogodišnja komercijalna proizvodnja |
| Staklenik | Kruta konstrukcija s okomitim zidovima | Staklene ploče | Grijani | Potpuno automatizirani | Najbolja propusnost svjetla, dug vijek trajanja | Skup, teška konstrukcija | Istraživanja, proizvodnja bilja visoke vrijednosti |
Tablica 3. Pogodnost tipova zaštićenih prostora za različite klimatske prilike i namjene
| Klima / Regija | Preporučeni tip plastenika | Materijal pokrova | Preporučene kulture | Napomena |
| Kontinentalna klima (Slavonija, središnja Hrvatska) | Gotik ili višestruki (blok) plastenik | Dvostruka polietilenska folija, dvostruki polikabonat | Rajčica, paprika, krastavci, presadnice | Neophodno grijanje ili dogrijavanje u rano proljeće |
| Primorska klima (Dalmacija, Istra) | Zupčasti ili tunelski plastenik | Jednostruka polietilenska folija | Rajčica, tikvice, salata, cvijeće | Fokus na ventilaciji i zasjenjivanju zbog topline |
| Planinska klima (Gorski kotar, Lika) | Gotik ili A–oblik plastenik | Dvostruka polietilenska folija, polikarbonat ili staklo | Kupusnjače, presadnice, začinsko bilje | Potrebno grijanje i dobra izolacija |
| Blaga mediteranska klima | Tunelski plastenik | Jednostruka polietilenska folija | Povrće kratke sezone, začinsko bilje | Nije potrebno grijanje, ali treba sjenilo i ventilaciju |
| Komercijalna proizvodnja (veći obujam) | Višestruki (blok) plastenik ili staklenik | Dvostruka polietilenska folija, polikarbonat ili staklo | Povrće i cvijeće visoke vrijednosti | Automatsko navodnjavanje, grijanje i ventilacija preporučeni |
| Manje obiteljsko gospodarstvo | Jednostruki tunelski plastenik | Jednostruka polietilenska folija | Povrće za domaće tržište | Najisplativija varijanta za početnike |
Fotonaponski zaštićeni prostori (Photovoltaic greenhouses) nastali su kao odgovor na rastuće potrebe za održivom poljoprivredom i energetskom učinkovitošću zaštićenih prostora. Tradicionalni plastenici zahtijevaju znatne količine energije za pogon opreme, što ih čini osjetljivima na oscilacije cijena energije i povećava njihov ugljični otisak. Integracijom fotonaponskih (PV) panela u konstrukciju plastenika (slika 5) omogućuje se istodobna proizvodnja hrane i električne energije, čime se povećava ukupna produktivnost zemljišta, posebno u regijama gdje je prostor ograničen ili skup. PV paneli također djelomično reduciraju intenzitet sunčevog zračenja, što pomaže u stabilizaciji mikroklime i smanjenju toplinskog stresa kod biljaka tijekom ljetnih mjeseci. Ovaj tehnološki koncept, temeljen na principima agrovoltaike, omogućuje optimizaciju fotosintetski aktivnog zračenja za biljke uz istovremeno iskorištavanje preostale svjetlosne energije za proizvodnju električne energije, čime se postiže bolja energetska samodostatnost i veća ekonomska održivost poljoprivrednih gospodarstava.
Proizvedena električna energija može se koristiti za sustave grijanja, hlađenja dopunskog osvjetljenja i navodnjavanja u zaštićenom prostoru ili se može predavati u mrežu. U fotonaponskim zaštićenim prostorima može se uzgajati lisnato povrće (salata, špinat, rikola, blitva); začinsko bilje (bosiljak, metvica, peršin, korijandar), bobičasto voće (jagode, borovnice); cvjetne vrste (orhideje, ukrasne biljke); gljive koje su vrlo tolerantne na nisku osvijetljenost. Kulture koje zahtijevaju puno svjetla (npr. rajčica, paprika, krastavac) mogu se uzgajati ako se dizajn optimizira ili koriste dinamički paneli.
Fotoselektivne mreže se primjenjuju kad klasični zaštićeni prostori zbog svoje cijene i mogućnosti kontrole mikroklimatskih čimbenika nisu pogodni za uzgajane usjeve te stoga pokrivanje zaštitnim mrežama predstavlja ekonomski opravdanu alternativu zaštićenim prostorima, pogotovo na većim površinama. Promjenom značajki materijala za izradu mreža (spektralna filtracija i raspršivanje) primjena mreža dobiva na važnosti i funkcionalnosti. Obojene mreže osiguravaju fizičku zaštitu usjeva od nepovoljnih okolišnih i bioloških čimbenika uz fotoselektivnu funkciju. Funkcija fotoselektivnih mreža (slika 6) je spriječiti prolaz određenih valnih duljina sunčevog zračenja unutar UV ili vidljivog dijela spektra, istodobno transformirajući direktno sunčevo zračenje u difuzno. Izmjena spektralnog sastava svjetlosti ima za cilj poticanje određenih fizioloških procesa u biljci, dok raspršivanje svjetlosti poboljšava osvijetljenost svih biljnih dijelova izmijenjenim spektrom zračenja, što povećava intenzitet procesa ovisnih o svjetlu. Izmijenjeni spektralni sastav također utječe na napad bolesti i štetnika.
Tehnologije uzgoja u zaštićenim prostorima
U proizvodnji presadnica najviše se primjenjuje tehnologija uzgoja presadnica u kontejnerima (slika 7), koja se temelji na sjetvi ili pikiranju u plastične ili polistirenske podloške ili ploče s odvojenim jedinicama (lončićima). Lončići kontejnera su okruglog ili kvadratnog presjeka, prema dnu malo suženi. Promjera su od 18 do 45 mm. U sredini dna imaju otvor za ocjeđivanje suvišne vode. Dužina kontejnera je obično 50 do 60 cm, a širina 30 do 40 cm tako da se na m2 može smjestiti 5 do 6 kontejnera.
Ovisno o promjeru lončića, njihov je broj 20 do iznad 200 po kontejneru, odnosno, 120 do 1200 biljaka po m2. Za kupusnjače i poriluk najčešće se koriste kontejneri sa 209 lončića; za salatu sa 160; za papriku i rajčicu namijenjenu za uzgoj na otvorenome sa 104, a za uzgoj u zaštićenom prostoru sa 60, odnosno, 40 lončića; za tikvice, krastavce i lubenice sa 40 lončića. Plastični kontejneri su trajniji, lako se peru i dezinficiraju, a uskladišteni za nerednu sezonu zauzimaju manje prostora. Polistirenski kontejneri bolje zadržavaju toplinu i vlagu supstrata.
Za uzgoj presadnica koriste se supstrati dobre vododržnosti, povoljnog odnosa pora za vodu i zrak te sadržaja osnovnih hranivih tvari dovoljnih za nesmetan rast i razvoj presadnica.
Sve operacije u tehnologiji uzgoja (punjenje lončića kontejnera supstratom, pravljenje udubljenja na površini supstrata, sjetva sjemena, pokrivanje sjemena vermikulitom i vlaženje vodom) su mehanizirane. U novije vrijeme se u ovoj tehnologiji se koriste i roboti za pikiranje. U zaštićenom prostoru kontejneri su podignuti iznad razine tla ili se postavljaju na stolove za uzgoj presadnica. Na taj način korijen ne prorašćuje van kroz otvor na dnu lončića, već se njegov vrh savija po dnu lončića. Taj stres u rastu glavnog korijena i pritjecanje zraka do otvora na dnu lončića stimulira razvoj postranih korjenova i bolje vezanje supstrata.
Za lakše vađenje presadnica sa cijelom grudom supstrata iz lončića kao i manje izraženom stresu biljaka nakon presađivanja, potrebno je pred sadnju prestati navodnjavati. Gruda supstrata se malo zasuši, skupi i lakše izvadi u trenutku sadnje. Isto tako, voda iz vlažnijeg tla uokolo grude tek posađene presadnice pritjecat će u grudu i omogućiti korijenu opskrbu vodom. U protivnom, ako je gruda vlažnija od okolnog tla, voda otječe iz grude, tj. iz neposredne blizine korijena. Biljka ne dobiva vodu, gubi turgor i ako nije osigurano navodnjavanje može doći do venuća posađenih presadnica.
Za uzgoj u tlu, tlo zaštićenog prostora („vrtno“ tlo) treba imati fizikalna, kemijska i biološka svojstva koja osiguravaju optimalne uvjete za uzgoj bilja. Po mehaničkom sastavu (teksturi) najbolja su srednjeteška (ilovača) do lakša tla, pogodna za obradu. Neophodan je dubok i fiziološki aktivan profil tla, mrvičasta struktura i dobra dreniranost, odnosno, visoki porozitet – odnos mikropora za vodu i makropora za zrak u korist mikropora. Optimalna pH-vijednost u nKCl iznosi 5,5 do 7,0. Tlo treba sadržavati: više od 5 % humusa; više od 0,3 % ukupnog dušika, odnosno, >10 mg NO3– na 100 g tla; fiziološki aktivnog fosfora najmanje 30 mg P2O5 na 100 g tla; fiziološki aktivnog kalija najmanje 40 mg K2O na 100 g tla; ostalih makro i mikroelemenata u granicama optimalnih vrijednosti, pojedinih elemenata ispod toksične koncentracije i ukupnih soli ispod granice za rast osjetljivih kultura.
I na otvorenom i u zaštićenim prostorima, najbolji se rezultati postižu uzgojem na uzdignutim gredicama, uz postavljanje sustava za navodnjavanje kapanjem i malčiranje polietilenskom folijom ili organskim materijalom. Uzdignuta gredica (slika 8) predstavlja osnovnu parcelu, koju je moguće obraditi bez gaženja tj. sa staza koje ju okružuju. Na uzdignutim gredicama lakše se postižu optimalni uvjeti u tlu, što dovodi do porasta prinosa po jedinici površine. Tlo na gredicama se brže zagrijava, što ih čini pogodnima za ranu proljetnu sjetvu. Također, lako se održava dobra struktura tla te kapacitet za vodu i zrak jer nema gaženja po gredicama.
Prilikom formiranja gredica, u tlo se može unijeti kompost ili neko drugo organsko gnojivo, čime će se popraviti struktura tla, poboljšati procjeđivanje suvišne vode i povećati kapacitet zadržavanja biljnih hranjiva. Dobra struktura tla osigurava brzo procjeđivanje viška vode, zbog čega nije potrebno odgađati potrebne radove u vrtu. Navedeno olakšava planiranje datuma sjetve ili sadnje i berbe, čime se postiže bolje iskorištenje površine i produžava sezona uzgoja. Uzdignuta gredica povišena je za 15 do 25 cm u odnosu na okolno tlo. Gredica ne bi trebala biti šira od 120 cm, kako bi se svi radovi mogli obaviti sa staze.
Malčiranje, odnosno prekrivanje gredica polietilenskim filmom debljine od 15 do 50 µm ili organskim materijalom (slama, sijeno, pokošena trava…) ima pozitivan utjecaj na rast i razvoj te prinos i kvalitetu uzgajanih vrsta (slika 9). Primjenom crnih, prozirnih (transparentnih) i poluprozirnih (fotoselektivnih) folija povećava se temperatura tla, što izravno utječe na brži rast biljaka, ranije dozrijevanje plodova, povećanje prinosa, ali i kvalitetu plodova.
Ove folije se primjenjuju u zimskom i rano proljetnom uzgoju (salata, paprika, rajčica, krastavac, kupusnjače…). Za kulture koje se uzgajaju tijekom ljeta (salata) može se primijeniti bijela, odnosno, crno-bijela folija s bijelom stranom okrenutom prema gore kako bi se čim više sunčevog zračenja reflektiralo i spriječilo podizanje temperature tla iznad optimuma. Prije postavljanja folije, tlo treba biti dobro pripremljeno i usitnjeno kako bi se ostvario što bolji kontakt između folije i tla, što doprinosi boljem zagrijavanju tla.
Polaganje folije, obavlja se 7 do 10 dana prije planirane sadnje. Folija na površini tla treba biti napeta s blagim padom prema rubovima, koji se ukapaju u tlo. Pri postavljanju malča tlo treba biti optimalno vlažno, temperature iznad 10 °C. Organski malčevi isto kao i polietilenski sprječavaju rast korova, ali za razliku od njih ne podižu značajno temperaturu tla. U nekim slučajevima temperatura tla može biti i niža od nepokrivenog tla. Dobro čuvaju vlagu tla, a prednost im je što se po završetku vegetacije mogu unijeti u tlo kao organsko gnojivo.
Dodatna zaštita od niskih temperatura u visokim tunelima i negrijanim plastenicima se u proljeće ili jesen postiže izravnoprekrivanjem usjeva agrotekstilom, odmah nakon sjetve ili sadnje ili kasnije u vegetaciji. Agrotekstil (slika 10) ima masu između 15 i 30 g/m2. Propušta između 65 i 90 % vidljivog dijela spektra, dok propusnost za vodu i zrak iznosi od 10 do 20 %. Ispod agrotekstila tlo se danju manje zagrije, a noću sporije hladi, pa su manja temperaturna kolebanja. Voda pri zalijevanju polako prolazi kroz mikropore na tkanini i ravnomjerno vlaži biljke i tlo, a poslije toga tlo se postupno suši i ne stvara se pokorica. Zadržavanjem vode u mikroporama, pri padu temperature, stvara se tanka ledena kora koja sprječava daljnje snižavanje temperature ispod tkanine.
Otkrivanje se obavlja po toplom vremenu, kad maksimalne temperature ispod agrotekstila dosegnu maksimalne temperature za rast kulture.
U zaštićenom prostoru potrebno je održavati plodored kako ne bi došlo do nakupljanja bolesti i štetnika te smanjenja plodnost tla. Plodoredom je važno dobro iskoristiti prostor – mikroklimatske uvjete i površine odabirom primjerenog sortimenta. Vrijeme sjetve i sadnje ovisi i mikroklimatskim uvjetima i potrebama pojedine kulture. Ovisno o vrsti zaštićenog prostora i načinu grijanja, površina se može koristiti cijele godine ili sezonski (tablice 4, 5 i 6).
Tablica 4. Orijentacijske mogućnosti korištenja negrijanog zaštićenog prostora
| Vrsta | Vrijeme korištenja (mjesec/dekada) | ||
| Sjetva ili sadnja | Berba | ||
| prva | posljednja | ||
| Salata Rajčica Grah mahunar Salata | 9./3. 3./3. 8./3. 10./2. | 12./2. 6./2. 10./1. 3./3. | 12./3. 8./3. 10./2. 4./1. |
| Salata Krastavac Grah mahunar Mladi luk + salata | 10./1. 4./1. 8./2. 10./2. | 3./2. 5./2. 10./1. 3./2. | 4./1. 8./2. 10./2. 4./1. |
| Salata Paprika Špinat | 9./2. 4./2. 10./2. | 12./2. 6./2. 2./2. | 12./3. 9./3. 3./2. |
Tablica 5. Orijentacijske mogućnosti korištenja grijanog zaštićenog prostora
| Vrsta | Vrijeme korištenja (mjesec/dekada) | ||
| Sjetva ili sadnja | Berba | ||
| prva | posljednja | ||
| Salata Rajčica i paprika Krastavac Grah mahunar Matovilac | 10./1. 12./1. 12./1. 7./1. 9./2. | 11./3. 3./1. 1./2. 8./2. 11./1. | 12./1. 6./3. 6./1. 9./1. 11./3. |
| Salata, mladi luk Salata Rajčica (krastavac) Grah mahunar | 10./1. 12./3. 3./1. 8./2. | 12./3. 2./2. 5./2. (4./2.) 9./3. | 12./3. 2./3. 8./1. 11./1. |
| Salata, mladi luk Rajčica (paprika) Krastavac | 12./2. 2./3. 8./3. | 2./2. 5./3. (5./2.) 9./3. | 2./3. 8./3. 12./1. |
| Salata, mladi luk Rotkvica, korabica Krastavac Grah mahunar | 9./3. 12./1. 5./1. 8./1. | 11./3. 1./3. 5./3. 9./2. | 12./1. 3./1. 7./3. 11./1. |
| Salata Salata Rotkvica Paprika | 10./1. 12./3. 2./3. 5./2. | 12./2. 2./2. 5./1. 7./1. | 12./3. 2./3. 5./2. 9./2. |
Tablica 6. Tehnologije uzgoja povrća u različitim tipovima zaštićenog prostora
| Tip plastenika | Kultura | Način uzgoja | Navodnjavanje | Regulacija klime | Automatizacija / Napomena |
| Tunel ili plastenik (negrijani) | Salata, špinat, rotkvica | U tlu ili na povišenim gredicama | Ručno zalijevanje ili navodnjavanje kapanjem | Ručna ventilacija, minimalno zasjenjivanje | Pogodno za manje gospodarstvo, sezonska proizvodnja |
| Rajčica, paprika, krastavac | U tlu ili supstrat na gredicama | Navodnjavanje kapanjem | Bočna i krovna ventilacija | Povremena prihrana, malčiranje polietilenskom folijom | |
| Gotik ili A-krov plastenik (grijani ili negrijan) | Rajčica, paprika, krastavac | U tlu ili supstrat | Navodnjavanje kapanjem | Ventilacija, zasjenjivanje | Poluautomatizirano navodnjavanje i kontrola klime |
| Lisnate kulture (salata, matovilac…) | U tlu ili supstrat | Navodnjavanje kapanjem | Ventilacija prema sezoni, zasjenjivanje | Brza rotacija kultura, zelena gnojidba između ciklusa | |
| Blok plastenik/staklenik (grijani) | Rajčica, paprika, krastavac | Supstrat ili hidroponski | Automatizirana fertirigacija kapanjem | Grijanje, hlađenje, CO₂, ventilacija | Potpuna automatizacija, digitalni nadzor, više ciklusa godišnje |
| Salata, rikola, blitva | Supstrat ili hidroponski | Fertirigacija kapanjem ili plutajući hidropon | Kontrola vlage i temperature | Idealno za cjelogodišnju proizvodnju i komercijalni uzgoj | |
| Bosiljak, začinsko bilje | Supstrat ili hidroponski | Fertirigacija kapanjem ili plutajući hidropon | Ventilacija, grijanje i hlađenje | Intenzivna proizvodnja, precizno doziranje hranjiva |
Hidroponski uzgoj bilja podrazumijeva uzgoj povrća, začinskog i ukrasnog bilja te voća u hranivoj otopini (otopina vode te makro- i mikrohraniva) sa ili bez upotrebe supstrata koji biljci daju mehaničku potporu, najčešće u grijanom plasteniku ili stakleniku. Hraniva otopina sadrži u optimalnom odnosu sve hranjive biogene elemente, određene je pH-vrijednosti i koncentracije koja se određuje stupnjem električne provodljivosti (EC-vrijednost).
Glavni oblik proizvodnje plodovitog povrća u hidroponskom uzgoju je uzgoj na supstratima (slika 11). U ovoj tehnici uzgoja supstrat predstavlja medij čija je uloga učvršćivanje korijenovog sustava, održavanje vode u obliku pristupačnom biljkama, otjecanje viška hraniva te osiguravanje izmjene zraka. Supstrat mora biti sterilan, inertan i imati odgovarajući ukupni porozitet te kapacitet za zrak i hranivu otopinu, odnosno, povoljan odnos makro i mikro pora. Sterilnost supstrata označava odsustvo uzročnika biljnih bolesti, štetnika i sjemena korova. Inertan supstrat ne sadrži nikakva hraniva i ne utječe, odnosno, ne mijenja sastav primijenjene hranive otopine. Izbor supstrata kao medija za uzgoj ovisi o klimatskim uvjetima, tipu opreme u plasteniku te zahtjevima biljaka koje je potrebno zadovoljiti.
Od organskih supstrata najviše se koriste kokosova vlakna i treset, a od anorganskih kamena vuna i perlit. Također, dijele se na vlaknaste i granulirane. Vlaknasti imaju visoki sadržaj vlakana različitih dimenzija što daje supstratu visoki kapacitet za vodu i nizak za zrak. Zadržana voda lako je dostupna biljci, a volumen je znatno smanjen i varira od 2 do 7 litara po biljci. Granulirani supstrati (pijesak, perlit) za razliku od vlaknastih imaju povećan kapacitet za zrak te smanjen za vodu (od 10 do 40 %). Zadržana voda teže je dostupna biljci, a volumen supstrata za jednu biljku mora biti puno veći u odnosu na vlaknaste supstrate i iznosi između 10 i 40 litara.
Za uzgoj kultura kraće vegetacije, kao što su lisnato povrće (salata, riga, matovilac, špinat, blitva, radič, potočarka, kres salata) i začinsko bilje (peršin, bosiljak, origano, mažuran, timijan, kadulja, kopar) primjerene su hidroponske tehnike uzgoja bilja u zatvorenom sustavu u hranivoj otopini bez supstrata (slika 12). Hidroponske tehnike bez supstrata su: plutajući sustav kontejnera (Floating Hidroponics), tehnika hranjivog filma (Nutrient Film Technique), tehnika dotjecanja i otjecanja (Ebb and Flow Technique), tehnika dubokog protoka (Deep Flow Technique), tehnika aeriranog protoka (Aerated Flow Technique) i aeroponika (Aeroponics).
Kao najčešće korištene u uzgoju lisnatog povrća izdvajaju se: tehnika hranjivog filma, aeroponika i plutajući hidropon.
Uz vodu, za pripremu hranive otopine neophodne su hranjive soli ili vodotopiva kompleksna gnojiva te kiselina. Prednost hranjivih soli je u tome što one predstavljaju kemijske spojeve visoke čistoće sastavljene od dva do tri elementa tj. hraniva. Kompleksna vodotopiva gnojiva najčešće u sebi sadržavaju dušik fosfor, kalij i magnezij uz dodatak mikroelemenata, što znači da prilikom korekture sastava hranive otopine nije moguće promijeniti koncentraciju samo jednog hraniva nego se mijenjaju koncentracije svih hraniva koja se nalaze u gnojivu. Kiselinu je potrebno dodavati hranjivoj otopini zbog snižavanja pH-vrijednosti vode (7,2 do 7,5) na optimalnu za hidroponski uzgoj, između 5,5 i 6,5. Sastav, odnosno, koncentracija i odnos pojedinih iona specifični su za pojedinu kulturu. Vrijednost elektroprovodljivosti izmjerena u gotovoj hranivoj otopini iznosi od 1,5 do 3 dS/m. Priprema gotove hranive otopine se ovisno o opremljenosti zaštićenog prostora obavlja pomoću dozatora, miksera ili fertirigatora iz 100 puta koncentriranih otopina.
Vertikalni uzgoj
Vertikalni uzgoj (slika 13) je uzgoj biljaka u zaštićenim ili zatvorenim prostorima u okomito naslaganim slojevima. Uzgoj se obavlja u zatvorenim prostorima poput, skladišta, transportnih kontejnera i praznih uredskih prostorija, a pogodna je tehnologija proizvodnje hrane u urbanim područjima i drugim mjestima koja nisu pogodna za tradicionalnu poljoprivredu (područja gdje tlo nema odgovarajuća fizikalna i kemijska svojstva). Također, za vertikalni uzgoj su pogodne ravne krovne površine na kojima se postavljaju sustavi za uzgoj biljaka. Mini sustavi se mogu koristiti u restoranima, odnosno domovima za osiguranje svježih namirnica za pripremu obroka. Najvećom prednosti vertikalnog uzgoja smatra se mogućnost ostvarivanja visokog prinosa uzgajane kulture na relativno malom području tijekom cijele godine. U usporedbi s tradicionalnom poljoprivredom, vertikalna poljoprivreda koristi puno manje vode i zemlje (uzgojne površine), emitira manje CO2 i daje veće prinose uzgajanih kultura ukupno i po m2.
U vertikalnom uzgoju primijenjuju se hidroponske tehnike (najčešće aeroponika i tehnika hranjivog filma). Biljke se uzgajaju u potpuno kontroliranom i optimalnom okolišu za rast tijekom cijele godine. To uključuje postavljanje LED rasvjetnih tijela različitih boja kako bi se biljkama osiguralo dovoljno svjetla, regulaciju temperature i vlage zraka za osiguranje optimalnih mikroklimatskih uvjeta tijekom uzgoja te preciznu pripremu hranjive otopine sa ciljem osiguranja optimalne koncentracije biljnih hraniva.
Ograničen prostor uzgoja favorizira kulture niskog rasta i one sa visokim udjelom jestivog dijela, koje mogu podnijeti gusti sklop. Vrste koje se uzgajaju moraju biti građene za učinkovito usvajanje i korištenje svjetla za fotosintezu, čak i pri visokim intenzitetima svjetlosti i dugom (čak i 24-satni) fotoperiodu. Morfološka građa usjeva koja olakšava automatizaciju, kao što je primjena senzora i robotizacija pojedinih zahvata smanjuje troškove rada.
Trenutno se više od 50 % vertikalnog uzgoja odnosi na lisnato povrće. Najvažniji su razlozi što ove kulture ne razvijaju veliku lisnu masu i tradicionalno se uzgajaju u relativno gustom sklopu. Najčešće imaju kraću vegetaciju od 30 do 60 dana, što omogućava više ciklusa proizvodnje tijekom godine, imaju dobru klijavost sjemena, otporne su na bolesti i postoji velika i kontinuirana potražnja.
Začinsko bilje se također često uzgaja u vertikalnom uzgoju iz istih razloga kao i lisnato povrće. Bosiljak je osobito popularan jer je tražen tijekom cijele godine. Potrebne su mu relativno visoke temperature, pa se u pojedinim regijama u svijetu ne može uzgajati na otvorenom ili je ta mogućnost ograničena na nekoliko mjeseci u godini. Uzgojem u hidroponu, bosiljak nakuplja veću koncentraciju ulja, što pojačava okus i podiže kvalitetu finalnog proizvoda. Uz bosiljak, vertikalno se mogu uzgajati i menta, vlasac, peršin itd. Sve ovo začinsko bilje se višekratno bere ili kosi. Mogu se uzgajati i vrste koje sporije rastu i imaju duži ciklus poput origana i ružmarina.
Treću skupinu pogodnu za vertikalni uzgoj čine mladi izdanci (eng. microgreens), odnosno biljčice različitih vrsta povrća, aromatičnog bilja i žitarica koje se konzumiraju u fazi kotiledona i nepotpuno razvijenih prvih pravih listova. Ovisno o biljnoj vrsti, proizvodnja mladih izdanaka traje 7 do 10 dana, odnosno, 7 do 21 dan od početka klijanja. Posljednjih su godina mladi izdanci izrazito traženi na tržištu zbog visokog sadržaja bioaktivnih spojeva kao što su polifenoli, karotenoidi, vitamini.
Vertikalni uzgoj pogodna je tehnologija i za uzgoj presadnica povrća. U vertikalnom uzgoju mogu se uzgajati i jagode tijekom cijele godine. U ovom slučaju do izražaja dolazi prednost lokalne proizvodnje zbog kratke održivosti posije berbe.
Kontrolirano okruženje vertikalnog uzgoja omogućava proizvodnju visoko kvalitetnih i funkcionalnih namirnica, vrhunskog okusa, osiguravajući biljkama točno ono što im je potrebno u pojedinoj fazi rasta i razvoja. Ipak, ne postoji ‘najbolji’ usjev za uzgoj na vertikalnoj farmi. Izbor će ovisiti o veličini farme, odnosno proizvodnom kapacitetu, razini automatizacije i lokaciji ili potražnji za pojedinom kulturom. Tu je naravno i pitanje troškova proizvodnje i prodajne cijene.
