КЛУБНИКА НА ПОДОКОННИКЕ

XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

КЛУБНИКА НА ПОДОКОННИКЕ

Райдер Д.Н. 1
1МАОУ "СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №154 Г.ЧЕЛЯБИНСКА
Юркинсон Е.В. 1Гузе О.Ю. 1
1МАОУ СОШ №154 Г ЧЕЛЯБИНСКА
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение.

Мой интерес к ботанике и растениеводству возник ещё в детстве. С раннего возраста я с удовольствием наблюдал за тем, как растут различные растения, и мне очень нравится ухаживать за ними.

Тема моего проекта: «Клубника на подоконнике»

Актуальность моей темы считаю в том, что вкусная и полезная ягода-клубника источник витаминов. Как же, используя знания о современных технологиях в сельском хозяйстве, вырастить ягодку дома.

В процессе работы над проектом я поставил перед собой следующие задачи:

  1. Изучить современные технологии, применяемые в сельском хозяйстве.

  2. Попробовать применить актуальные и приемлемые для домашних условий методы автоматизации и роботизации для выращивания клубники на подоконнике.

  3. Создать свой мини агрокомплекс для выращивания клубники в домашних условиях, отследить его рациональность.

  4. Познакомить моих сверстников с результатами работы, заинтересовать их и попытаться увлечь исследовательской работой.

Топ-10 революционных технологий в сельском хозяйстве

В наше время наука и техника развиваются очень быстро, и сельское хозяйство не стоит на месте. Благодаря новым технологиям фермеры могут получать хорошие урожаи, не прикладывая больших усилий. Вот некоторые из самых интересных и полезных изобретений:

  1. Беспилотные летательные аппараты (дроны) помогают агрономам следить за состоянием полей, выявлять проблемные участки и прогнозировать урожайность культур. Они позволяют точно определить, какие участки земли нуждаются в обработке и удобрениях.

  1. Геоинформационные системы — это базы данных, которые хранят информацию о земле. Они помогают понять, как меняется почва и как хорошо растут растения.

  1. Системы транспортного мониторинга помогают следить за техникой и её состоянием, а также за расходом топлива. Они работают с помощью GPS и ГЛОНАСС.

  1. Виртуальная реальность показывает информацию и помогает практиковаться. В ней можно научиться использовать новую технику, узнать погоду и её влияние на растения.

  1. Мультиспектральная съёмка — это съёмка в разных диапазонах света. Она помогает узнать, как растут растения. С её помощью можно увидеть, где на поле есть болезни, как всходят семена и хватает ли удобрений.

  1. Роботы помогают анализировать состояние полей и составлять прогнозы по урожаю, оптимизировать использование ресурсов, улучшать качество продукции, минимизировать влияние человеческого фактора и обеспечивать безопасность производства.

  1. Электродвигатели всё больше используются в сельском хозяйстве вместо гидравлических и механических. Они помогают снизить нагрузку на окружающую среду и сделать работу на полях более эффективной.

  1. Борьба с сорняками — это ещё одна важная задача для фермеров. Новые технологии помогают снизить использование химических веществ и сделать процесс более эффективным.

  1. Умные системы полива позволяют фермерам точно контролировать количество воды, которое получают растения. Это помогает снизить расход воды и сделать процесс более эффективным.

  2. Вертикальное земледелие. На вертикальных фермах растения выращивают в специальных помещениях, что позволяет использовать меньше места. Каждая единица площади на вертикальной ферме заменяет 10–20 единиц земли. За растениями ухаживают роботы, которые следят за температурой, влажностью, светом, почвой, удобрениями и поливом. Это помогает получить больше урожая и не зависит от погоды.

Все эти технологии помогают фермерам получать хорошие урожаи, не прикладывая больших усилий. Они делают сельское хозяйство более эффективным, снижают нагрузку на окружающую среду и делают жизнь фермеров более комфортной.

Для домашнего использования из перечисленных выше технологий идеально подойдут умные системы полива.

Практическая работа

План:

  1. Посадка семян;

  2. Создание домашнего мини агрокомплекса;

  3. Покупка приборов и материалов и их установка;

  4. Настройка оборудования и сборка комплекса;

  5. Мои наблюдения и опыты с растением.

  1. Экспериментальная часть моего проекта началась с посадки семян клубники (приложение: фото 1, фото 2, фото 3, фото 4). Мы с мамой выбрали ремонтантный сорт и летом дружно посадили семена. За лето они взошли, и мы пересадили их в отдельные горшочки. Теперь моя задача — с помощью технологий добиться, чтобы клубника росла, цвела и приносила плоды прямо у меня дома! Также моя задача была это все устроить таким образом, чтобы я практически не тратил на это время, автоматизировать каждый из процессов.

  2. Для реализации своего плана, мы с папой смастерили стеллаж из бруса и фанеры (приложение: фото 5, фото 6). Размер стеллажа рассчитали с учетом размеров подоконника в моей детской комнате. Так как кроме клубники у меня много других растений, стеллаж мы сделали вместительный. На стеллаже в 3 яруса помещается до 15 растений (приложение: фото 7, фото 8). Также на каждом из ярусов можно установить разные условия света, влажности, температуры и т.д.

  3. После того как стеллаж был готов, мы закупили все необходимые приборы и технику. С установкой приборов мне тоже помог папа.

  4. Настройкой всего оборудования я уже занимался сам. Этот этап требует терпения и внимания. Каждый из приборов настраивается постепенно, чтобы не навредить растениям. Каждый день я менял параметры полива, температуры почвы, влажности и искал самые оптимальные условия для каждого растения.

Для автоматизации всех процессов я использовал:

- автоматический полив почвы

- автоподогрев почвы

- контроль температуры и влажности

- ультрафиолетовая лампа

- увлажнитель воздуха

- Wi-Fi сетевой фильтр

- станция Алиса (умный дом)

Подробнее о каждом из приборов:

Для автоматизации я использовал Wi-Fi сетевой фильтр (приложение: фото 21). Он нужен для контроля за работой всего автоматизированного комплекса онлайн. С его помощью я могу удаленно управлять поливом, освещением, нагревом почвы и уровнем влажностью воздуха. Это приносит мне огромное удовольствие и радость!

В сетевой фильтр встроен счетчик электроэнергии. За месяц весь стеллаж потребил около 3 киловатт. В Челябинской области это около 10 рублей, что гораздо меньше, чем оплата труда человека.

Также для выращивания саженцев и теплолюбивых культур необходим подогрев грунта. Для этого я использовал термоковрик с регуляцией нагрева (приложение: фото 16, фото 17). Важно, чтобы он был с влагозащитой, ведь работа с растениями — это всегда немного магии с водой!

Для растений, которые живут в не совсем привычной для них среде, необходимо добавить немного солнечного света. Я установил фитолампу мощностью 9 Вт (приложение: фото 18) и подключил её к Wi-Fi сетевому фильтру, который синхронизирован с системой «Умный дом». Через интернет поступают данные о восходе и заходе солнца, что позволяет лампе автоматически включаться и выключаться вместе с солнцем, создавая идеальные природные условия для наших зелёных друзей. Теперь они будут чувствовать себя как дома!

В своем эксперименте я использую автоматическую систему полива (приложение: фото 10, фото 11, фото 12). Она компактная, автономная и даже без электричества может работать до двух месяцев, что очень важно в условиях выращивания растений с минимальным контролем человека. Представьте себе: вы уезжаете на отдых, а ваши растения продолжают получать свою порцию воды! Эта система способна поливать до 15 комнатных растений одновременно.

Идеальная влажность для выращивания клубники — 50-60%. Чтобы создать волшебный микроклимат, я разместил на каждом уровне моего экспериментального стеллажа специальные датчики, которые следят за влажностью воздуха (приложение: фото 13, фото 14, фото 15). Когда я заметил, что влажность ниже нормы, я решил её повысить и установил увлажнитель воздуха (приложение: фото 19, фото 20), и теперь мои растения всегда чувствуют себя, как на тропическом курорте!

Все электронные приборы на моем стеллаже могут подключаться к системе «Умный дом». Например, мой экспериментальный стеллаж подключен к голосовому помощнику «Алисе» (приложение: фото 22), через нее я могу управлять каждым параметром: поливом, освещением, увлажнением воздуха. А еще можно подключить другие российские голосовые помощники, такие как «Маруся» или «Салют».

Мой мини агрокомплекс находится всегда под моим наблюдением – рядом с рабочим местом (приложение: фото 9).

Что можно улучшить?

В процессе работы я осознал, насколько важна опыляемость! Раньше я думал, что каждому растению нужна хотя бы пара, но в домашних условиях это не сработало. Тогда я решил провести эксперимент и выяснил, что на улице кусты опыляются ветром и насекомыми, а в квартире это невозможно. Я нашел выход из ситуации: взял обычную кисточку для рисования и стал "пчелкой". Теперь я планирую решить эту проблему с помощью микровентиляторов, чтобы мои растения всегда были счастливы и плодовиты!

Заключение

В ходе работы над своим проектом с помощью электронных ресурсов и научной литературы я изучил современные технологии, применяемые в сельском хозяйстве. А также применил актуальные и приемлемые методы автоматизации и роботизации на примере выращивания клубники в домашних условиях.

Создал свой мини агрокомплекс, используя современные технологии с автоматическими и роботизированными системами. Рассказал о своем агрокомплексе своим сверстникам.

Во время выполнения работы я получил знания в выращивании растений, а именно: для эффективного выращивания урожая нужно знать, какая почва, температура и влажность воздуха подходят для растения, а также как часто его поливать и сколько света ему нужно. Все это намного проще соблюдать при использовании автоматизации и роботизации современных технологий, а также используя современные технологии «Умный дом» и голосовые помощники.

За восемь месяцев моих исследований я получил три урожая клубники, так как использовал ремонтные сорта данной культуры (приложение: фото 23, фото 24, фото 25, фото 26, фото 27, фото 28, фото 29).Этот опыт был полон открытий и радостных моментов, и я с гордостью могу сказать, что добился значительных успехов в своем проекте. Всей семьей пробовали эту вкуснейшую ягоду.

Мой проект предполагает, что при правильной настройке всех параметров мы будем иметь идеальные условия для эффективного и полноценного выращивания овощей и ягод, не прикладывая физических усилий. Растения будут выращиваться с минимальным участием человека, то есть автоматизировано, но с максимальной эффективностью и урожайностью. Даже в отсутствие человека система удаленного контроля позволит эффективно ухаживать за растениями. В будущем это обеспечит людей экологически чистыми и дешевыми продуктами питания, так как при таком способе выращивания минимизируется человеческий труд, что благоприятно влияет на себестоимость и доступность продукции.

В процессе работы над проектом я :

  1. Изучил современные технологии, применяемые в сельском хозяйстве.

  2. Попробовал применить актуальные и приемлемые для домашних условий методы автоматизации и роботизации для выращивания клубники на подоконнике.

  3. Создал свой мини агрокомплекс для выращивания клубники в домашних условиях, отследить его рациональность.

  4. Познакомил моих сверстников с результатами работы,

5. Узнал, что мини агрокомплекс не только дает вкусную клубнику, но экономит электричество. Конечно, в современной квартире вырастить много клубники невозможно – это не моя цель, мне интересен путь. Возможно, в будущем, когда я стану постарше, продолжу эту тему, но сегодня я узнал КАК? А в будущем попытаюсь сделать целью своего исследования слово – МНОГО.

Список используемой литературы

  1. Бойко А. Сельское хозяйство и роботы [Электронный ресурс]. http://robotrends.ru/ robopedia/selskoe-hozyaystvo-i-roboty

  2. Ананьев А.Н. Проблемы применения роботов в сельскохозяйственном производстве [Электронный ресурс]. http://www.cckrb.ru/news/Innovatsii-v-APK/Problemy-primeneniyarobotov-v-selskokhozyaystvennom-proizvodstve-/?sphrase_id=2302

  3. Волчкевич Л.И. Автоматизация производственных процессов ГУП ППП "Типография "Наука" РАН. 2007. С. 24-27

  4. Анчеков М.И., Кильчукова А.Л., Шалова С.Х. Решение проблем автоматизации процесса сбора плодоовощной продукции // Инженерный вестник Дона. 2016. № 4 (43). С. 73

  5. Загазежева О.З., Мамбетов А.Х. Инновационные технологии как фактор опережающего развития региона // Известия КБНЦ РАН. 2017. № 6 (80). Ч. 2. С. 97-101

  6. СкворцовЕ.А. Кадровыйаспектвнедренияробототехникивсельскомхозяйстве [Электронныйресурс]. docplayer.ru/37832721-Kadrovyy-aspekt-vnedreniya-r...skom-hozyaystve.html

  7. Сташевский В.В. Государственное регулирование и поддержка агропромышленного комплекса: состояние, проблемы, перспективы / В.В. Сташевский // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. – 2016. – No 4 (51). – С. 161–168.

  8. Трасковская Т.А. Государственная поддержка сельского хозяйства как фактор повышения его эффективности / Т.А. Трасковская // Научный вестник Волгоградского филиала РАНХиГС. Серия: Экономика. – 2015. – No 2. – С. 55–58.

  9. Трубилин А.И. Обоснование направлений и оценка эффективности инновационного развития импортозамещающих отраслей Краснодарского края: монография / А.И. Трубилин. – Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина, 2019. – 150 с.

Приложения

Фото 1

Фото 3

Фото 2 Фото 4

Фото 5 Фото 6

 

Фото 7 Фото 8

Фото 9

Фото 10 Фото 11

Фото 12

 

Фото 13 Фото 14

Фото 15

Фото 16 Фото 17

Фото 18

Фото 19 Фото 20

 

Фото 21 Фото 22

Фото 23 Фото 24

Фото 25 Фото 26

Фото 27 Фото 28

Фото 29

Словарь научных понятий

GPSи ГЛОНАСС—GPS (Global Positioning System)— это система глобального позиционирования, которая позволяет определить местоположение объекта на Земле с помощью спутников. Она используется в навигации, картографии, геодезии, а также в повседневной жизни для определения своего местоположения на карте или поиска нужного адреса. ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) — это аналогичная система, разработанная в России. Она также позволяет определить местоположение объекта с помощью спутников и используется в тех же областях, что и GPS. Обе системы работают по одному принципу: они отправляют сигналы со спутников, которые принимают приёмники (GPS-навигаторы, смартфоны, автомобильные навигаторы и т. д.). Приёмник анализирует сигналы от нескольких спутников и на основе этой информации определяет своё местоположение. Системы GPS и ГЛОНАСС позволяют нам ориентироваться на местности, находить нужные адреса, прокладывать маршруты и следить за перемещением объектов. Они стали незаменимыми инструментами в нашей повседневной жизни.

Автоматизация— это когда разные процессы и задачи выполняются без участия человека с помощью специальных устройств, программ или роботов. Это позволяет ускорить работу, снизить количество ошибок и освободить время для более важных дел. Например, автоматическая стиральная машина сама стирает, полоскает и отжимает бельё без участия человека. А автоматическая линия на заводе сама выполняет несколько операций по производству продукции, не требуя постоянного контроля со стороны людей.

Агрокомплекс—это объединение предприятий, связанных с сельским хозяйством. В него могут входить фермы, заводы, перерабатывающие предприятия, склады, магазины и другие организации, которые занимаются производством, переработкой и продажей сельскохозяйственной продукции. Агрокомплексы помогают улучшить работу в сельском хозяйстве, повысить качество и доступность продукции, а также снизить затраты на производство.

Агроном—это специалист, который занимается организацией выращивания сельскохозяйственных культур. Он решает, какие культуры лучше выращивать в конкретном регионе, какие сорта использовать, когда и как проводить посев, обработку почвы и уборку урожая. Агроном также следит за состоянием растений, борется с вредителями и болезнями, контролирует качество и количество урожая.

Микроклимат—это погодные условия в небольшом пространстве, например, в комнате, на рабочем месте или в теплице. Он включает в себя такие параметры, как температура, влажность, скорость движения воздуха и другие. От микроклимата зависит, насколько комфортно мы себя чувствуем. Например, в душном помещении нам будет жарко и некомфортно, а в слишком холодном — холодно и неуютно.

Минимизирование —это процесс сокращения чего-либо до наименьшего возможного размера, количества или степени. Это может быть применено к различным областям, таким как производство, расходы, использование ресурсов и так далее. Цель минимизирования — уменьшить затраты, улучшить эффективность и оптимизировать процессы.

Мониторинг—это процесс наблюдения, сбора и анализа информации о каком-либо явлении или процессе. Он позволяет отслеживать изменения, выявлять проблемы, а также оценивать эффективность принятых мер. Мониторинг может проводиться в различных сферах, таких как экология, экономика, образование, здравоохранение и другие.

Прогнозирование—это попытка предсказать, что может произойти в будущем, на основе имеющейся информации и анализа тенденций. Это как попытка угадать, какая погода будет завтра, но только с более сложными и разнообразными данными. Прогнозирование используется во многих областях, таких как экономика, погода, спорт, технологии и другие, чтобы помочь нам лучше понять и подготовиться к будущему.

Рациональность— это подход к принятию решений и поведению, основанный на логике, анализе и здравом смысле. Рациональные люди стремятся делать обоснованные выборы, учитывая доступную информацию, свои цели и возможные последствия. Они стараются избегать импульсивных или эмоциональных решений, предпочитая обдуманные и взвешенные действия.

Ремонтантый сорт—это сорт растений, который способен цвести и плодоносить несколько раз за один сезон. Слово произошло от французского remontant, что означает «снова цветущий». Такие сорта обычно отличаются высокой урожайностью и длительным периодом плодоношения.

Роботизация—это процесс внедрения роботов или автоматизированных систем в различные сферы деятельности человека. Роботы могут выполнять задачи, которые раньше требовали участия человека. Например, они могут производить товары, собирать информацию, перевозить грузы, ухаживать за растениями и даже выполнять некоторые функции, обычно связанные с интеллектуальной деятельностью.

Сихнронизирование—это процесс, при котором устройства или системы устанавливают одинаковое время, чтобы работать вместе и выполнять задачи одновременно. Это нужно, чтобы информация и действия передавались между устройствами без задержек и ошибок.

Техника безопасности и правила обращения с электроприборами

При обращении с электроприборами нужно строго выполнять правила безопасности:

  • Ни в коем случае нельзя касаться оголенных проводов, по которым идет электрический ток.

  • Нельзя проверять наличие электрического тока в приборах или проводах пальцами.

  • Нельзя защемлять провода дверями, оконными рамами, закреплять провода на гвоздях.

  • Нельзя втыкать в розетки шпильки, булавки, дергать провода.

  • Нельзя вешать одежду и другие вещи на выключатели, ролики и провода.

  • Штепсельную вилку при включении и выключении приборов нужно брать за пластмассовую колодку.

  • Нужно следить, чтобы шнуры, снятые с приборов, не оставались присоединенными к штепсельной розетке.

  • Чтобы избежать пожара, бытовые электроприборы нужно устанавливать на специальных подставках и на безопасном расстоянии от легко загорающихся предметов.

  • Нельзя тянуть вилку из розетки за провод.

  • Нужно избегать контакта электроприборов с водой.

  • Нельзя браться за провода бытовых электроприборов мокрыми руками.

  • Нельзя пользоваться неисправными электроприборами и разбирать их.

Как вести себя при возгорании электроприборов.

  • Правило первое:

Если прибор загорелся и родители дома, то нужно им немедленно сообщить о случившемся!

  • Правило второе:

Если вы одни, то нужно запомнить основное правило: ни в коем случае нельзя тушить прибор водой, пока он включен в сеть!

Сначала нужно отключить прибор, то есть вынуть вилку из розетки, а только потом заливать водой. Если поблизости нет воды, можно накрыть прибор одеялом, засыпать песком, землей.

  • Правило третье:

Если вы видите, что не справитесь с огнем, то необходимо выйти из квартиры или дома и позвать взрослых.

Чтобы вызвать пожарных, нужно набрать по телефону 101.

  • Правило четвертое:

Если из дома выйти невозможно и у вас нет телефона, то нужно выглянуть в окно и привлечь внимание людей.

Необходимо громко и настойчиво кричать: Пожар! Пожар! Наберите с мобильного телефона 101!

Электрическая энергия как самая универсальная и удобная для использования форма энергии – верный помощник человека в производстве и в быту.

В домашнем хозяйстве используется большое количество электрических приборов (телевизоры, компьютеры, стиральные машины, обогреватели, плиты, утюги и т.д.), питающихся от сети 220 В., которую часто называют «низковольтной» и ошибочно считают безопасной.

Неумелое или небрежное обращение с указанной бытовой техникой представляет серьезную угрозу здоровью и жизни людей.

Просмотров работы: 3