XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Гидропоника. Исследование и сравнение с почвенным методом выращивания растений

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Беляй Е.В. 1

---

1Муниципальное автономное образовательное учреждение Дом Творчества «Родничок» г. Приморско-Ахтарска.

Ткаченко Л.А. 1

---

1ДТ Родничок

Работа в формате PDF

1.8 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

1.Введение.

Я думаю, каждый из нас хоть раз в своей жизни задумывался на тему того, что же произойдет с нами в далеком будущем. И одна из проблем переживаний, конечно же, тема голода. Что же с нами произойдет, когда земля утратит все свои плодородные силы и перестанет давать урожай? Эта проблема интересовала меня достаточно долго, и я решила заняться изучением этого вопроса. Изучив литературные источники, затратив совсем немного времени, я открыла для себя один из видов выращивания растений без использования грунта. И этот метод назывался гидропоникой. В чем же заключается суть этого метода? Дело в том, что этот метод основан на выращивании растений «в воде». Большинство людей удивятся и не поверят этому «фантастическому» методу, но это и вправду так. Мне стало интересно, насколько эти методы выращивания сопоставимы с традиционными?

Актуальность данной работы обусловлена тем, что в мире все чаще остро встает проблема истощения и загрязнения плодородных земель, засушливые времена и отсутствие должного количества рабочей силы людей, отсутствие площадей под возделывание полей и расположение теплиц.

Именно поэтому, ученые в нашем современном мире озадачены решением такого вопроса: безопасные методы выращивания растений на меньших площадях с рациональным использованием удобрений и увеличением количества урожая, экономичного расхода воды, времени и человеческого труда, т.к. большинство теплиц роботизировано

Цель работы:

Провести сравнительный анализ почвенного метода выращивания и гидропонного.

Задачи работы:

1.Найти информацию о различных способах выращивания растений.

2.Провести опрос среди жителей города.

3.Провести эксперимент по выращиванию.

4.Произвести замеры выращивания с занесением результатов в дневник наблюдений.

5.Обработать полученные данные и сделать выводы на основе проведенных исследований.

6.Посетить первую городскую теплицу, по выращиванию итальянского сорта клубники.

7.Опросить начинающего предпринимателя Алексея Кучму

Методы: анализ, опрос, интервьюирование, эксперимент, ведение дневника наблюдений, фотографирование.

Объект исследования: кукуруза и горох

Предмет исследования: процесс выращивания на гидропонике и в почве

В современном мире альтернативные методы выращивания растений повсеместно используются и в домашних условиях, и в промышленности. На меньших площадях получают отличный, экологически чистый урожай продуктов: грибов, овощей, ягод, зелени. Начав осваивать альтернативные методы выращивания растений много тысячелетий назад, люди не только не утратили к ним интерес, но совершенствуют их, активно используют, расширяют сферы их применения.

Для меня — это прежде всего изучение интересной темы с проведением практического эксперимента, а также желание разобраться, применим ли этот метод на просторах нашей Кубани.

2. Экспериментальная часть.

2.1. Методы, которые мы использовали в самом исследовании и все последующие этапы.

В моем проекте были применены такие надлежащие способы исследования как:

*подбор подходящих экземпляров по определенным требованиям для более успешного проведения опыта.

*установка разного необходимого оборудования для 2-х методов выращивания:

1) гидропоника; 2) классический метод выращивания в почве.

*контроль за всеми изменениями в развитии наших подопечных и обязательное фиксирование всех приростов каждого растения.

*сравнение всех результатов и вынесение вердикта по отношению к каждому методу.

*сортировка всех данных.

Основные этапы проведённой исследовательской деятельности:

Подготовка.

Установка, наблюдение, внесение всех изменений.

Сортировка всех измерений, первые выводы.

2.2 Подготовка и проведение эксперимента №1
Для проведения эксперимента были выбраны растения: горох и кукуруза.

Материалы и оборудование

 экспериментальные контейнеры для выращивания.

 удобрение на основе биогумуса «Ивановское» для создания питательного раствора (данное удобрение универсально подходит для большинства растений, так же обогащено калием)

 вода;

 пакет грунта для выращивания растений почвенным методом.

Условия эксперимента

Проект, проведенный нами, был осуществлен в домашних условиях с использованием подручных средств. Растения мы расположили на подоконнике для обеспечения поступления наибольшего количества солнечного света.

Растения, участвовавшие в эксперименте, росли в абсолютно одинаковых условиях: температурный режим, поступление света и влаги. Посадка растений проходила в одинаковое время в одинаковых условиях

Наблюдение и уход за растениями осуществлялись в течение 14 дней.

Наблюдение за экспериментом

На протяжении всего эксперимента, мною проводились измерения. Периодично, я заносила определенные заметки и измерения в один из бланков для того, чтобы наглядно видеть все изменения в развитии наших испытуемых.

         2.3. Подготовка и проведение эксперимента №2

Для проведения эксперимента были выбраны растения: горох и кукуруза  

Материалы и оборудование 

· картон впитывающий влагу.

· экспериментальный контейнер для выращивания на гидропонике.

· удобрение на основе биогумуса «Ивановское» для создания питательного раствора (данное удобрение универсально подходит для большинства растений) Удобрение обогащено целым рядом питательных веществ и микроэлементов. В составе есть: Fe, Cu, Zn, Mn ,Mo, Co которые непременно питают наши растения. 

 · вода; 

· пакет грунта для выращивания растений почвенным методом. 

              Выращивание растений методом гидропоники 

Материалы и оборудование. 

Растения: проростки гороха (6 штук), кукурузы (6 штук)  

Оборудование: 

Экспериментальный контейнер со всеми дополнительными принадлежностями, для комфортного и эффективного выращивания растений.

Питательный раствор (удобрение на основе биогумуса «Ивановское»). Питательный раствор состоял из отстоянной воды и удобрения. На 1 литр воды мы разводили около 1 миллилитра удобрения, согласно инструкции. 
                                                 Ход работы 

Для проведения нашего опыта мы использовали проростки кукурузы и гороха в равном количестве. Мы начали наш эксперимент с подготовки места для выращивания наших подопечных. Мы взяли экспериментальный контейнер для выращивания растений, установили все необходимое для начала проведения нашего опыта. После, залили питательный раствор “Ивановское” в специально отведенное для этого место. Установили растения по 3 штуки каждого вида, около впитывающей раствор картонки. Эта картонка нам необходима для того, чтобы семена имели доступ к влаге до того момента, пока у них не отрастут корни нужного размера для самостоятельного обогащения нашим раствором. Удостоившись в том, что все закреплено и готово к эксперименту, мы приступили к наблюдению.

Уход: на 7 день идет замена старого и непригодного раствора на новый (см. табл. №1)

Результаты!

Зачетные результаты по истечению 14 дня: горох-прирост 18,5 см, кукуруза-прирост 13,3 см. (см. табл. №2)

Вывод: из этого наблюдения сделаем вывод о том, что метод гидропоники эффективен для выращивания растений из семян, пророщенных в воде или питательном растворе. Так же стоит заметить, что представитель двудольных (горох) чувствовал себя наиболее комфортнее при выращивании на гидропонике. Стебли были более толстые, коренастые, что нельзя сказать о кукурузе, которая в самом начале будто не хотела расти, но позже активно стала развиваться.

Выращивание растений почвенным методом

Материалы и оборудование. 

Растения:. проростки гороха (6 штук), кукурузы (6 штук) 

Оборудование: Пакет грунта, для выращивания растений почвенным методом, емкость в которой мы расположим грунт и растения. Около 2 литров отстоянной дождевой воды.

Ход работы

 Для проведения нашего опыта мы использовали проростки кукурузы и гороха в равном количестве. Мы начали наш эксперимент с подготовки места для посадки наших растений. Мы взяли подходящую под размеры емкость и стали засыпать туда грунт, обогащенный питательными минералами. Далее мы увлажнили наше место для посадки, это нужно для наиболее благоприятного развития растений. Высадили по 3 штуки каждого растения. Для чистоты эксперимента, так же как и в предыдущей группе, было соблюдено равное расстояние и посадили мы их на одинаковую глубину. Далее наши пророщенные семена мы засыпали землей и сверху опрыснули дождевой водой при помощи пульверизатора.

Уход: на протяжении всего времени мы наблюдали за состоянием почвы и при необходимости увлажняли ее водой.

Зачетные результаты по истечению 14 дня: горох-прирост 12,5 см, кукуруза-прирост 14,3 см. (см. табл №1 и 2).

Вывод: из этого наблюдения сделали вывод о том, что метод гидропоники

более эффективен, чем почвенный метод для выращивания

растений из семян.

2.3 Результаты проведенного нами эксперимента.

Наилучшие показатели роста гороха получены при выращивании методом гидропоники, при котором средний прирост за период эксперимента составил 18,5 см. На следующем месте – почвенный метод с приростом в 12,5 см.

Наилучшие показатели роста растения кукурузы получены при выращивании традиционным методом при котором средний прирост за период эксперимента составил 14,34 см. На следующем месте – данные гидропонного метода с приростом в 13,3 см.

Полученные результаты проведенного эксперимента позволили мне

сделать следующие выводы:

1) альтернативные методы выращивания разных видов растений лучшие результаты по сравнению с традиционными.

2) наиболее эффективным методом выращивания для разных видов растений и их органов оказалась гидропоника, хотя в нашем случае, кукуруза росла лучше в почве, а горох показал отличные результаты в гидропонике.

3) менее трудоёмким для выращивания растений в домашних условиях тоже

оказался метод гидропоники ведь на протяжении 2х недельного эксперимента раствор мы меняли раз в 7 дней.

3.Актуальность для Краснодарского края

Я решила провести небольшой опрос среди населения своего города, чтоб узнать об актуальности. Результаты, конечно, меня расстроили, но стоит так же учесть, что нам есть в каком направлении развиваться. Графики можно увидеть в приложении 2.

Весь западный мир перешел на гидропонику. Россия ничем не хуже. Но есть факторы, мешающие влиться в мировое сообщество прогрессивного растениеводства.

В малых европейских государствах, есть проблема малых площадей. И волей не волей приходится думать о рациональном использовании земли, иначе через несколько лет придется закупать овощи у стран третьего мира. Поэтому, гидропонические хозяйства – это норма. В России же агрокомплекс находится на подъеме, но здесь недостаточно интересов государства, поэтому до беспочвенного фермерства в масштабах страны – говорить пока что очень рано.

Пока у государства не будет целевых программ развития гидропоники, не будет поддержки малых предприятий на этом пути, которые сейчас сводят концы с концами, либо борются тепличными гигантами и зарубежными конкурентами только за счет потребителей с разумным подходом к выбору. Тем не менее, агрофирмы все еще пользуются устаревшими методами выращивания продуктов на почве.

Розничным сетям также выгодно закупать салатные огурцы у Европейских стран, которые в свою очередь пользуются гидропоническими установками и активно окупают их.

А еще сильны стереотипы. Русский человек подозрительно относится к продукции, сделанной как-то не так. Гидропоника – эквивалентна ГМО, канцерогенам. Таким образом, при настоящем уровне образования и ресурсов, посвященных гидропонике, крайне сложно объяснить широким массам, важности гидропоники для будущего всей нации.

Перспективы.

Несмотря на то, что в ближайшее время в России не будет глобальной программы по развитию гидропонных хозяйств, есть случаи, в которых необходимо использование гидропоники в быту. Например, северные города. В том же Мурманске, Магадане и Салехарде гораздо эффективнее и дешевле создавать зеленые фермы, нежели вести дорогущие овощи и фрукты. Да и полярникам, вахтерам, прочим отрезанным от цивилизации гражданам можно и нужно обзавестись руководством по выращиванию продуктов в субстратах.

Первые шаги кубанских аграриев.

Первое на Кубани хозяйство с использованием технологии аквапоники начали возводить в Мариьиной роще. На ферме будут применять технологию аквапоники — это способ ведения сельского хозяйства, при котором сочетают выращивание рыбы (аквакультуру) и выращивание растений без грунта (гидропоника). [7]

Это будет первое в Краснодарском крае хозяйство, где внедрят технологию замкнутого цикла производства, при котором отходы жизнедеятельности рыбы служат питательной средой для растений. В результате на ферме будут выращивать еще и овощи: помидоры, огурцы и зелень 

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. Подача питательного раствора легко автоматизируется. В условиях гидропоники практически отпадает борьба с сорняками. [7]

В целом, на Кубани, в скором времени не приходится ждать бурного развития гидропоники. У нас очень много возделываемых традиционных площадей, тепличных хозяйств. Но, этот метод следовало бы рассмотреть большим городам, Краснодару, Сочи, Новороссийску и т.д. Увеличилась бы поставка своей, местной продукции круглогодичного цикла. При государственной поддержке, данными свежими овощами, можно бы было обеспечивать школы, детские сады и санатории.

Конечно, не все культуры приспособлены под этот метод. Свекла, картофель, морковь и прочие овощи, которые образуют клубни и корневища. Постоянно находясь в воде корневая система подобных растений сгнивает. Но есть возможность выращивать на аэропонике, только это довольно затратно. Грибы ,при их выращивании важна стабильная температура воздуха. Даже при небольших скачках корневая система быстро начинает гнить.

О вреде и пользе гидропоники можно спорить бесконечно. Но, несомненно, такой метод выращивания растений имеет право на существование.

4.Теплица Алексея Кучмы в г. Приморско-Ахтарск

В районной газете «Приазовье» я узнала, что впервые в нашем городском поселении было возведено тепличное хозяйство по выращиванию итальянского сорта клубники. Эта новость меня обрадовала, и я решила взять интервью у начинающего предпринимателя Алексея Кучмы. Было интересно узнать, на каком методе основана его деятельность. Взяв небольшое интервью по телефону, Алексей был не против тому, чтоб я посетила его теплицу и сделала несколько фотографий. В процессе интервью и наблюдений, я узнала, что растения выращиваются на смешанном методе (гидропоника + почвенный). Т.е. сами растения были помещены в торф и пирит, но и параллельно ко всему этому, точно к корням была проложена трубка с капельным поливом, так, что корни были постоянно влажными. Сама теплица была сконструирована таким образом, что в ней было возможным поддержание подходящей температуры для роста и развития растений, а именно были проведены водные установки по верху теплицы, которые орошали растения прохладной водой в жаркую погоду. Это решение проблемы летнего зноя, показалась мне интересной.

Список используемой литературы:

Детская энциклопедия. T.6. Сельское хозяйство/науч. ред. К. А. Иванович, П.А. Генкель, Ф.Д. Сказкин, Е. А. Арзуманян /М.:Просвещение, 1967. С.166

К. Циолковский. Растение Будущего. Животное космоса. Самозарождение. Калуга:издание автора, 1929. С. 31-32.

К. Э. Циолковский Вне Земли/[Электронный ресурс]Libcat.ru.глава 31-32.

Бентли М.Промышленная гидропоника. М.: Колос,1965. -172c.

Гидропоника. [Электронный ресурс]–Режим доступа.: https://ru.wikipedia.org/wiki/Гидропоника

Гидропоника –Ботаничка.ру. [Электронный ресурс] –Режим доступа.: http://www.botanichka.ru/blog/2010/03/17/hydroponic/

Главагроном. Технологии.[Электронный ресурс] –Режим доступа.: https://glavagronom.ru/news/na-kubani-vpervye-nachnut-vyrashchivat-kultury-po-tehnologii-gidroponiki/

https://www.instagram.com/p/CTz3q7nsOJh/?utm_medium=s..

Приложение 1. Таблицы эксперимента.

Таблица роста растений №1

Метод гидропоники

Почвенный метод

ст – стебель растения; к – корень растения

Таблица роста растений №2

Метод гидропоники

Почвенный метод; ∞- корень разделился и продолжил рост. * увядание растения.

ст – стебель растения; к – корень растения *- увядание растения

Приложение 2. Диаграммы актуальности

Приложение 3.Использование в краснодарском крае и теплица А.Кучмы

12. Теплица А.Кучмы

Приложение 4. Практическая часть.

Приложение 5. Теоретическая часть