XIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияние аэрации при гидропонике

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Овчарова П.С. 1

---

1МОУ Школа с. Аксарка

Потешина Е.А. 1

---

1МОУ Школа с. Аксарка

Работа в формате PDF

5.6 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Я проживаю в Российской Арктике, за полярным кругом, на полуострове ЯМАЛ. Всем известно, что полярная ночь, трескучие морозы и постоянные ветра, это обыденность для жителей севера. Мы как все живем в своих теплых жилищах, занимаемся любимыми делами и обязательно радуем себя домашними питомцами. У меня тоже есть кошка, зовут ее Боня. Все знают, что коты едят траву, чтобы прочистить свой пищеварительный тракт. Но, так как растительность на севере есть только 2-3 месяца и то летом, большинство людей выращивают травку для любимцев в квартирах, обязательно под лампами с дневным светом, но кто-то в горшках с землей, а кто-то, как и я – в воде. Выращивание растений на водной основе называется – гидропоника.

Гидропо́ника — это способ выращивания растений на искусственных средах без почвы. Питание растения получают из питательного раствора, окружающего корни. Гидропоника позволяет регулировать условия выращивания растений — создавать режим питания для корневой системы, полностью обеспечивающий потребности растений в питательных элементах. Создание оптимальных условий для роста и развития растений обеспечивает получение очень высоких урожаев, лучшего качества и за более короткие сроки. Выращивание растений этим способом менее трудоемко, чем в почвенной культуре, вода и питательные вещества расходуются экономнее.  Метод выращивания растений на гидропонике заключается в отказе от использования почвенной смеси. Вместо неё используется искусственный субстрат и питательный раствор, из которого корни получают все необходимые культуре вещества. Одной воды для питания растения мало. Для получения хорошего питательного раствора в воду необходимо добавлять удобрение. Обыкновенные цветочные удобрения пригодны для этого лишь условно. Нужно использовать специальное удобрение, которое содержит питательные вещества в легкоусваиваемой растениями форме. Удобрения для гидропоники продаются в основном в виде жидких концентрированных удобрений, они одновременно регулируют водородный показатель pH воды. Это значит, что их можно использовать для водопроводной воды любого качества, даже с повышенным содержанием извести. Жидкие удобрения добавляют в воду в соответствии с указаниями по дозировке, имеющимися на упаковке. Время от времени следует полностью менять питательный раствор для гидропоники и мыть горшки. При использовании жидких удобрений это нужно делать примерно через 8 недель. Лучше всего, на гидропонике растёт зелень, к ней относится: петрушка, укроп , базилик, шалфей, розмарин, кинза, мята, мелисса, салат и пр. Также не составляет большого труда выращивать таким методом комнатные растения

Уже год я выращиваю сочную зелень для кошки в водной среде, но стала замечать, что урожай не всегда стабилен. Меня заинтересовал вопрос, как повысить урожайность при гидропонике. Я изучила информационные ресурсы и узнала, что аэрация положительно влияет на качество выращивания.

Я решила провести исследование и опытным путем доказать как влияет аэрация при гидропонике.

Цель: изучить влияние аэрации при гидропонике.

Задачи:

- провести обзор информационных ресурсов с данными о гидропонике, об аэрации, о ее влияние на результат;

- проверить экспериментальным путем влияние аэрации при гидропонике;

- провести сравнительную характеристику выращенных образцов (не менее трех посевов с интервалом в 5 дней)

-опубликовать результаты исследования в местной газете ИА «Приуралье».

Свое исследование я начала с поиска информации в интернет источниках, я узнала, что аэрацией называется процесс, при котором воздух тесно контактирует с водой (жидкостью). Аэрация осуществляется пропусканием пузырьков воздуха через воду, то есть путём непосредственного контакта воды и воздуха/кислорода. Многочисленные исследования утверждают, что выращивание объектов (животных, грибов или растений) с аэрацией увеличивает результативность. Корень растения нуждается в кислороде, иначе функции его по поглощению воды и питательных солей затормаживаются. Воздушные пространства между крупными комочками структурной почвы вполне удовлетворяют эту потребность. В бесструктурной почве с очень мелкими частицами и незначительными воздушными полостями имеется ничтожный запас кислорода, что отрицательно сказывается на росте растений. Интенсивнее всего дышат растущие молодые корни, они главным образом и поглощают питательные соли. Старые корни действуют лишь как транспортные пути, передавая поглощенные вещества в надземную часть растений. Нежные молодые корешки в сухом пространстве отмирают, не достигнув питательного раствора. Поэтому при выращивании растений в искусственной среде необходимо в первую очередь обратить серьезное внимание на создание благоприятных условий аэрации, что обеспечит их нормальный рост и его работу хорошую корня.

Какова фактическая потребность корня в кислороде? Исследователи утверждают, что корень взрослого растения томатов поглощает за один час в среднем 15—16 мг кислорода (Базырина, 1950г.). Если сравнить эту величину с содержанием кислорода в одном литре воздуха, которое составляет около 300 мгг станет ясным, что корень, помещенный во влажную, хорошо проветриваемую воздушную среду, никогда не будет страдать от недостатка кислорода. Совершенно другая картина наблюдается при полном погружении корня в питательный раствор и особенно при внезапном затоплении его. В таких случаях уже через 3-4 часа начнется увядание листвы и отмирание растений, так как корень начинает испытывать недостаток в кислороде.

Объяснение этого явления кроется в том, что в одном литре воды (питательного раствора) содержится всего 8—9 мг кислорода. Такой мизерный запас может обеспечить нормальное дыхание мощно развитой корневой системы в течение очень короткого времени.

В дальнейшем дыхание корня будет поддерживаться только за счет поступления в питательный раствор новых порций кислорода, что происходит крайне медленно. Через поверхность в 100 см2 за каждый час в раствор будет поступать всего 0,5 мг кислорода. Корень будет находиться в состоянии удушья — кислородного голодания, которое может привести к частичному отмиранию корней системы и затормозить рост растений.

Залог успеха выращивания растений в водных растворах прежде всего заключается в том, чтобы создать для жизнедеятельности корня наиболее благоприятные условия: корневая система должна находиться в хорошо проветриваемом воздушном пространстве. Нарушение этих условий, неблагоприятно скажется на росте растений.

Аэрация бывает напорная и безнапорная. При напорной аэрации используется специальное устройство, например компрессор, который обеспечивает постоянный поток воздуха (или кислорода) в жидкость. С самым простым аэратором знаком практически каждый, простой пример –это аквариум с рыбками, все видели, что там есть прибор, который выпускает в воду пузырьки воздуха. Это воздушный компрессор. Второй вид аэрации безнапорный, данный способ предполагает забор воды в аэрационную емкость с последующим ее распылением на форсунках (разбрызгивание). Это позволяет разделить поток воды на мельчайшие капли, которые во время полета взаимодействуют с кислородом. Для своего эксперимента я решила использовать напорный метод.

Так как с основами гидропоники я была знакома, я перешла к эксперименту, для исследования я выбрала интересующий меня объект – кошачью траву, приготовила две емкости для воды (поддоны размером д.35*ш.13*гл.11 см), основу для фиксации корней (губчатый материал не тонущий в воде, но хорошо ее пропускающий), семена растений, минеральные удобрения для гидропоники, воздушный компрессор для аквариума, лампу дневного света.

10 октября 2021 года я посеяла первый опытный экземпляр, по 35 семян на основу. В емкости набрала по 5 литров воды, добавила столовую ложку минерального раствора и поставила под лампу дневного света, в итоге условия опыта были одинаковы, за исключением того, что в один поддон был опущен аэратор. На третий день образцы в поддоне с аэратором взошли, растения в емкости без аэратора дали ростки на четвертый день, разница в сутки. Густота всхожести заметно отличалась. Я продолжила наблюдения. Через три дня произвела измерения. В результате образцы из емкости с аэратором существенно отличались как визуально (на глаз), так и по результатам измерений высоты стебля и объема пучка. Растения с постоянным доступом кислорода росли лучше, были сочнее, стебли прямостоячие, устойчивые. Я продолжила наблюдения, повторила измерения на 10 день от посева. Данные заносила в сравнительную таблицу. Понимая, что анализ одних всходов не даст объективные данные, я провела три посева объектов с интервалом в 5 дней. Для каждого из посевов я использовала семена из разных пачек, (чтобы исключить брак партии), все условия выращивания между образцами совпадали. В течение месяца я производила наблюдения и фиксировала результаты.

Приложение 1

По результату эксперимента можно сделать вывод, то аэрация при гидропонике имеет положительное влияние. Все три группы из поддона с аэратором всходили на одни сутки раньше, разница в количестве всходов была очевидна даже на глаз. По результатам измерений высоты стебля, объема пучка, а также наблюдений за крепостью стебля, направлению роста, сочности можно сделать вывод о существенной разнице между образцами, что подтверждает положительный эффект аэрации. Поглощение минеральных элементов корнями растений является активным физиологическим процессом. Об этом свидетельствует большая скорость поглощения, поступление веществ. Как любой активный процесс, поглощение минеральных элементов осуществляется с затратой энергии, источником которой в живых организмах служит процесс дыхания. Условия, затормаживающие дыхание, будут отрицательно действовать и на поглотительную деятельность корней. В этом можно убедиться на проведенных мною опытах.

Результаты своего исследования я опубликована в районной газете ИА «Приуралье», ведь мне известно, что многие жители севера, как и я хотят порадовать своих питомцев сочной полезной зеленью. Возможно, мои данные будут им полезны. Полученные образцы кошачьей травки я подарила своим одноклассникам, у которых есть домашние питомцы, мой подарок многих удивил, а проведённый эксперимент заинтересовал, возможно, мне удалось еще и привлечь к исследовательской деятельности многих ребят.

Приложение 1