XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Выращивание сахарной свеклы с помощью гидропонной установки на ионитном субстрате

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Никешин С.А. 1

---

1МБОУ гимназия

Никешина А.А. 1

---

1МБОУ гимназия

Работа в формате PDF

2.6 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

1.Введение.

Три года назад моя семья переехала с Дальнего Востока в Краснодарский край. Здесь я впервые увидел, как произрастает сахарная свекла. Раньше я и не задумывался о том откуда берется сахар. В нашей станице Ленинградской есть сахарный завод. В качестве основного сырья для получения сахара используют сахарную свеклу, выращенную на полях вокруг станицы. Завод работает на всю мощь только несколько месяцев в году, с августа по декабрь. Все остальное время завод стоит или находится на ремонте. То есть, как только заканчивается сырье, то и производство сахара прекращается. У меня возник вопрос, а как сделать так чтобы на завод постоянно поступало сырье и производство сахара не прекращалось. Возможно, это позволило бы снизить стоимость продукта, а также обеспечить постоянным стабильным заработком работников предприятия.

Сахарная свекла является важной стратегической культурой так как является единственным технологическим материалом для сахарной промышленности нашей страны. Станица Ленинградская расположена в северной, степной зоне Краснодарского края, климат умеренно-континентальный. Ко времени уборки урожая случаются засухи или же дожди. В зависимости от погодных условий сахаристость сахарной свеклы различается, даже свекла с разных полей отличается по этому параметру. В нашей стране нет климатических условий, в которых можно выращивать круглогодично сахарную свеклу. Изучив различные источники дополнительной литературы, я узнал о таком способе выращивания растений как гидропоника. [5] А что, если создать оптимальные условия выращивания сахарной свеклы с помощью гидропоники, при которых уровень сахаристости будет максимальным и на его уровень не будут оказывать влияния факторы внешней среды? Ведь это позволит получать гораздо больше сахара, а значит экономически более выгодно. Ни в одном источнике литературы я не нашел опыта выращивания сахарной свеклы с помощью гидропоники. И тем интереснее мне стало.

В ходе работы мною была определена следующая цель: вырастить сахарную свеклу с помощью установки гидропоники.

Задачи исследования:

1.Изучить различные источники дополнительной литературы по теме проекта;

2. Подготовить установку гидропоники, подобрать необходимую питательную среду и субстрат;

3. Произвести посадку семенного материала в гидропонику;

4. Вести журнал изменений, происходящих в гидропонной системе;

5.Оформление результатов исследования.

Свою работу я проводил в период с мая по октябрь 2022 года, гидропонная установка располагалась у меня дома, так как необходимо было менять раствор и соблюдать единый режим освещенности, влажности.

2.Методика исследований.

Первоочередной задачей я обозначил для себя создание гидропонной установки. Данная установка должна включать в себя емкость для раствора, осветительные приборы, стаканчики для выращивания сахарной свеклы, компрессор для аэрации. В качестве емкости для раствора мною был взял пластмассовый квадратный таз, объемом 10 литров. Стаканчики для растений были приобретены в садоводческом магазине в количестве 15 шт. Стаканчики для растений были закреплены в крышке из пеноплекса, с отверстиями. Для освещения была приобретена светодиодная пластинка и закреплена с помощью конструкции из полимерных труб. В качестве компрессора был использован компрессор от аквариума. Позднее я добавил устройство для автоматического включения и выключения света. Приложение № 1.

Посадочный материал помог мне приобрести директор северо-кубанской опытной станции Гукалов Виктор Владимирович. В беседе с руководителем я выяснил, что в основном на полях выращивают бельгийский гибрид среднепоздний – Крокодил. Приложение № 3. Семена сахарной свеклы располагаются в оболочке из питательных веществ. Приложение № 2. При выборе субстрата было решено придерживаться рекомендаций в литературе [1] и смешать торф и перлит в соотношении 3:1. Поскольку опыта выращивания сахарной свеклы на гидропонике не было обнаружено в литературе, было принято решение добавить питательную ионитную добавку Zion. Подготовив смесь питательного субстрата, я увлажнил его и распределил по горшочкам. В качестве эксперимента для сравнения влияния ионитной добавки на рост сахарной свеклы, был подготовлен еще один комплект гидропонной установки. Но в субстрат не был добавлен Zion. Я высадил семена в обе гидропонные установки, заглубил на 3-5 см и стал ждать появления первых ростков. Приложение № 4.

Через 12 дней я увидел первые всходы. При визуальной оценке своих опытных образцов я увидел, что всхожесть семян составила более 80% в обоих образцах. Дальнейшие результаты наблюдений описаны в журнале наблюдения. В качестве измеряемых параметров были взяты: длина корней, количество листиков в розетке, толщина шейки.

3.Результаты исследований.

Согласно измеряемым параметрам, были получены следующие результаты.

1.Количество листиков в розетке сахарной свеклы:

Динамика количества листиков в розетке сахарной свеклы в наибольшем количестве насчитывается в образце, выращенном с использованием ионитной добавки Zion. В образце без ионитной добавки, свекла развивалась медленно, размеры листовой пластинки были значительно меньше, чем в первом образце. Изучив информацию о действии ионита Zion на растения, можно сделать вывод о том, что содержащиеся в добавке питательные микроэлементы, способны обменивать ионы, находящиеся на поверхности частиц на ионы из раствора, а корневая система способствует проведению этих веществ во все части растения. В ионитных субстратах питательные элементы химически связаны с носителем и могут быть поглощены корнем растения только в обмен на ионы-метаболиты (в роли метаболитов выступают, в основном, ионы водорода, гидрокарбонат- и карбонат-ионы, синтезируемые самим растением из углекислого газа и воды). Эти ионы обмениваются на питательные элементы субстрата и поглощаются корнем. Благодаря этому механизму растение получит ровно столько и таких питательных элементов, сколько оно само запросило. [4]

2.Толщина шейки:

Динамика толщины шейки сахарной свеклы показывает, что в образце, выращенном с использованием ионитной добавки Zion утолщение, происходило более интенсивно. В образце без ионитной добавки, утолщение шейки протекало медленней, часто без видимых изменений.

3.Длина корней.

Длина корней в образцах определялась с момента их появления в нижней части стакана. В образце с использованием ионитной добавки корневая система имеет ярко выраженный главный корень и обильную сеть боковых корней. Корни чистые, без загнивающих частей и неприятного запаха. В образце без использования добавки корневая система имеет менее выраженные боковые корни, присутствует слегка кисловатый запах, увеличение длины происходило гораздо медленнее. Приложение № 5.

4.Выводы.

Проведя свой эксперимент, я доказал, что сахарную свеклу можно выращивать с помощью установки гидропоники. Но необходимо правильно подбирать питательный субстрат и питательную среду. В работе была использована ионитная добавка Zion. В образце с использованием ионита ростки сахарной свеклы визуально выглядели гораздо лучше, число листиков в розетке достигало 10-14 штук, шейка была значительно утолщена, корневая система густо сплетена и по длине значительно превосходила образец сахарной свеклы, выращенного без использования ионитной добавки. По весу образец, выращенный с использованием добавки Zion, значительно превышал образец, выращенный без использования ионитной добавки. Вес самого крупного образца составил 63 грамма. Кроме этого, при выращивании сахарной свеклы необходимо учитывать вегетационный период данного вида растения. В нашем эксперименте сорт Крокодил — это среднепоздний сорт, а значит срок вегетации составляет до 115 дней. Считаю, что все поставленные задачи в моей работе выполнены, цель достигнута.

5.Заключение.

Свою работу по выращиванию сахарной свеклы планирую продолжить, так как хочу подобрать идеальные условия для выращивания сахарной свеклы с помощью гидропонной установки, а также провести расчет урожайности сахарной свеклы в расчете на 1 кв. м. на гидропонной установке и сравнить с расчетами урожайности сахарной свеклы на 1 кв. м. поля. Сравнить сахаристость сахарной свеклы с гидропонной установки и поля. В своей работе я планирую продолжать сотрудничество с работниками Северо-Кубанской опытной станции, так как их знания и опыт позволит избежать различных ошибок при выращивании сахарной свеклы.

Список использованной литературы:

1. Бедриковская, Н. П. Гидропоника комнатных цветов / Н.П. Бедриковская. - Москва: Машиностроение, 2001.- 661 c.

2. Зальцер Э. Гидропоника для любителей Издательство “Колос” Москва — 1965г.

3. Козловский М.И. Водный обмен растений. М., Колос. 1969г.

4. Колпаков, Николай Выращивание зеленных и пряно-ароматических культур на гидропонике / Николай Колпаков. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2013. - 978 c.

5.Чесноков В.А., Базырина Е.Н., Бушуева Т.М., Ильинская Н.Л. Выращивание растений без почвы. Издательство Ленинградского университета, 1960г.

ПРИЛОЖЕНИЕ.

Приложение №1. Сборка гидропонной установки.

Конференция сетевых научно-исследовательских проектов по направлению Биоинженерные технологии

П риложение №2. Семена сахарной свеклы – сорт Крокодил.

Приложение № 3. Сахарная свекла сорта Крокодил на поле.

П риложение № 4. Подготовка почвенных субстратов.

Приложение № 5. Результаты работы.

Приложение № 6.

Дневник наблюдения за ростом сахарной свеклы.

Образец №1 Вода + Zion

Дневник наблюдения за ростом сахарной свеклы.

Образец №2 Вода