VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Нужна ли земля для выращивания овощей
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
При подготовке к празднованию 1 сентября классом, наши мамы покупали продукты в супермаркете. В том числе, среди прочих товаров, был куплен и листовой салат, корни которого были помещены в маленькие стаканчики, с незнакомым нам содержимым, но это была не почва, к которой мы привыкли.
Гипотеза. И тут нам стало интересно, а как созревает растение без земли. Предполагаем, что можно выращивать растения беспочвенным способом, можно получить хороший урожай, позволяющий обеспечивать свою семью витаминами круглый год. Это будет одним из шагов к здоровому образу жизни.
Актуальность темы исследования. Земля загрязняется, становиться непригодной для выращивания растений и у людей возникает проблема, что нужно сделать, чтобы вырастить экологически чистые продукты.
Цель исследования. Вырастить растения без почвы способом гидропоники.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
Изучить что такое «гидропоника», найти материал про этот метод выращиваниярастений.
Изготовить гидропонную установку для выращивания растений в комнатных условиях.
Приготовить самостоятельно биоудобрение с разными природными усилителями роста.
Подобрать и посадить культурные зеленые растения для экспериментов.
Проводить наблюдения за биологическими показателями роста и развития растений на гидропонных установках.
Объектом исследования являютсякультурные зеленые растения (салат и огурец), которые были самостоятельно выращены авторами.
1.Теоретическая часть
1.1«Гидропоника» - метод по выращиванию растений необычным
способом
Гидропоника является древней наукой о выращивании разнообразных растений. Слово «гидропоника», по-гречески, значит «вода и работа». В основе метода находится замена почвы водой, в которой растворяют питательные вещества необходимые для роста и развития растений. В XVIII веке люди обнаружили, что растения впитывают вещества из растворов. Тогда они предположили, что растения, находясь в почве, используют ее для укрепления, а так же в качестве резервуара с полезными веществами. Но сама почва не обязательна для выращивания растений, поскольку ее можно легко заменить на любой другой субстрат, который способен удержать растение, а полезные вещества доставлять к корням с помощью раствора воды.
В России еще в 1896 году на Всероссийской промышленной и художественной выставке в Нижнем Новгороде К.А. Тимирязев демонстрировал растения, растущие в красивом стеклянном домике. Растения находились в сосудах, заполненных раствором минеральных солей, в те времена такой метод был не признан и далее лабораторные исследования не проводились. Однако, в 1929 году в Калифорнийском университете в Беркли американский фитофизиолог профессор Уильяма Ф. Геррике осуществил промышленное выращивание овощных культур в водных растворах минеральных солей. Этот метод он назвал гидропоникой. Метод Геррике блестяще выдержал проверку, когда потребовалось обеспечить свежими овощами отдельные американские воинские подразделения, находящиеся в период второй мировой войны на совершенно бесплодных скалистых островах. В гидропонных бассейнах Геррике, часть которых была создана в голой скале с помощью взрывчатых веществ, непрерывно и в изобилии выращивали превосходные во всех отношениях овощи. В сообщениях послевоенной прессы в качестве первооткрывателя, метода беспочвенного выращивания растений большей частью фигурирует лишь профессор Геррике.
Однако нельзя не отметить, что к тому времени, когда Геррике проводил свои опыты, в Европе уже действовали подобные установки. Вероятно, наиболее крупная из них была создана в советском институте плодоводства по инициативе профессора Д.Н. Прянишникова. Результаты работ этой значительной научной установки были практически реализованы советской полярной экспедицией уже в 1937 году. С 1936 года методом гидропоники начали выращивать овощные и цветочные растения в оранжереях у нас в стране. Первый НИИ, работающий с беспочвенными методами, был образован в Минске. Гидропонные растения отличаются здоровым внешним видом, хорошо плодоносят и не подвержены атакам вредителей, поэтому требуют меньше ухода и затрат.
В настоящее время гидропонные технологии – технологии будущего. И это не подвергается сомнению учеными разных стран. В мире всё идет к тому, что за гидропоникой (гидрокультурой) - будущее, и весьма перспективное. Есть несколько компаний в России, которые уже долгое время находятся на этом специализированном рынке. С прекрасными разработками – и не только промышленных систем. Они осуществляют полный спектр услуг: от консультативной поддержки до производства целых агрокомплексов
«Гидропоника на твоем подоконнике»
В домашних условиях благодаря методу гидропоники можно вырастить почти все. Возможно ли обеспечить членов своей семьи свежей зеленью в любое время года? С помощью такой технологии, как гидропоника в домашних условиях, свежая зелень будет на твоем столе каждый день. Домашние методы гидропоники достойны занять важное место среди всех остальных методов выращивания. Растения, выращенные своими руками это экологически чистый продукт.
Многие выращивают на подоконниках декоративные культуры, которые обычно не получают необходимых для своего развития минеральных веществ из почвы, из-за ограниченности объёма применяемых ёмкостей. Эта ограниченность заставляет делать частые подкормки и пересадки, которые очень негативно влияют на развитие практически всех растений. От этого можно избавиться, просто перейдя на гидропонный метод.
Для однолетников пересадки становятся ненужными, для многолетников резко сокращаются (раз в 3-5 лет), а подкормки становятся тем, чем и должны – улучшением питания растений. Все соли, в применяемых дозах, не вызывают никаких побочных эффектов, и могут быть заменены в течение 10-15 минут, в отличие от почвенного внесения, где внесение солей это непростое дело, а их изъятие в случае, например передозировки, практически невозможно.
Переводя «зелёный уголок» на гидропонику, не следует ждать чудес, это другая технология выращивания. И как всякая технология имеет плюсы и минусы. Основным минусом является наличие более сложных систем, которые надо либо приобретать, либо делать самим. При освоении гидропоники появляется возможность компенсировать часть затрат на неё, организацией «комнатного огородика», на котором можно выращивать зеленные и пряно-вкусовые культуры для собственного семейного потребления. При этом продукция собственного производства будет и дешевле, и лучше тепличной.
Ассортимент возможных для выращивания в комнатных условиях культур не так уж и мал, можно привести, например, теневыносливые сорта томатов, огурцов, салата, редиса, лукаи зелени. При выращивании данных культур в грунте, рентабельность и окупаемость будет очень низкой, в гидропонных же условиях могут работать даже промышленные предприятия, что и демонстрирует находящееся в Емельяновском районе, в деревне Шуваево, больше агропромышленное хозяйство ООО «Сибирские теплицы» по выращиванию овощей и зелени к нашему столу по методу гидропоники круглый год, в котором мы побывали. Нашим экскурсоводом была главный агроном-ученый предприятия Истомина Алена Владимировна, которая подробно нам все рассказала о данном методе выращивания растений, показала блоки с отдельными видами овощных культур, семенной блок, поливочные установки, систему орошения и проточной гидропоники, общий компьютер, который в зависимости от температур при помощи специальных датчиков позволяет контролировать и регулировать температуру и влажность в каждом блоке, показала нам специальный прибор для измерения электропроводной концентрации питательных веществ в растворе, емкости с питательным раствором. (Приложение 1)
2.Практическая часть
2.1.Изготовление гидропонной установки, подготовки субстрата и питательного раствора
При проведении практической части исследований на первоначальном этапе нам необходимо было определиться с конструкцией гидропонной установки, которою мы с дедушкой решили изготовить самостоятельно.
Самодельную гидропонную установку мы решили сделать по принципу многофункционального «чудо горшка», конструкцию которого подсмотрели в интернете.
На наш взгляд эта система самая простая. Есть чуть более массивные и сложные, покупные установки, но мы при выборе конструкции гидропонной установки остановились на этой.
Для изготовления универсального горшка для гидропоники нам понадобились:
1. Прозрачное ведерко с крышкой, объемом в 1 литр;
2. Трубочка для коктейля, толстая;
3. Трубочка для коктейля, тонкая;
4. Прозрачный стаканчик, объемом 200 мл.
5. Пассатижи, болт желаемого диаметра, зажигалка, свеча, ножницы.
Сначала изготовили крышку гидропонной установки. Для этого использовали крышку от ведерка. В середине крышки с помощью ножниц сделали отверстие, диаметр которого на 2…3 мм меньше диаметра стаканчика, который будет выполнять роль сосуда.
В самом стаканчике нагретым болтом сделали достаточно большое количество отверстий, для того, чтобы корни будущих растений могли развиваться.
В качестве воздушного шланга использовали толстую трубочку от коктейля.
Отверстия в крышке для воздушного шланга сделали нагретым болтом, соответствующего диаметра.
А так же, в магазине мы купили пароварочную чашу с ситом для микроволновки, которые приспособили под выращивание салата. (Приложение 2)
Дальше мы выбрали субстрат в котором будем выращивать растение.
В качестве субстрата мы выбрали керамзит, агровермикулит и гидрогель. Главное свойство керамзита – долго удерживать влагу.
Керамзит мы купили в магазине и провели его подготовку. Сначала мы отобрали по размеру, затем несколько раз тщательно промыв, прокалили в духовом шкафу.
Гидрогель - в виде шариков, полимерный материал, который давно и с успехом используется во многих странах. Основной особенностью продукта, является способность впитывать и удерживать в своей структуре большой объем воды и впоследствии отдавать ее корням растения по мере необходимости. При этом он достаточно экономичен, из одного пакетика получается – до 400 миллиграмм готового грунта. Гидрогель, мы сначалазамочили, как написано в инструкции. (Приложение 3)
На следующем этапе исследований мы выбрали растения, которые будем выращивать на гидропонике. Мы выбрали салат и огурец, потому, что для их роста достаточно того светового дня, который бывает у нас в январе - феврале. Так мы хотели не только вырастить растения, но и попробовать на вкус результаты своей работы. Сорт огурца был подобран таким образом, чтобы не возникло проблем с опылением его цветков.
Для предварительного проращивания семян мы использовали традиционный бабушкин метод – завернули несколько семечек огурца во влажную салфетку и положили ее на тарелочку с небольшим количеством воды. (Приложение 4)
Для заливки в установку мы заранее приготовили питательный раствор.
Раствор для питания растений нам помогли приготовить взрослые. Состав раствора мы нашли в старой книге «Занимательная агрономия», под редакцией профессора Алексея Григорьевича Дояренко. 600 грамм раствора содержали: хлористого калия (0,1 г), азотнокислого кальция (0,25 г), фосфорнокислого калия (0,15 г), сернокислого магния (0,1 г), фосфорнокислого железа (0,05 г), остальное вода.
В первые несколько дней мы для питания растения использовали раствор, разбавленный в два раза дистиллированной водой. Для предотвращения засвечивания корней растения солнечным светом на нижнюю часть гидропонной установки мы надели черный непрозрачный чехол.
Для сравнения рядом с гидропонной установкой поместили огурец, который выращивали традиционным способом в земле. (Приложение 5)
Выращивание растений осуществляли на солнечной стороне на подоконнике. Искусственное освещение не использовали.
Раствор в гидропонной установке меняли каждые 20 дней. В промежутках следили за уровнем раствора и в случае необходимости доводили его уровень до нормы путем добавления дистиллированной воды.
Ежедневно утром и вечером корни растения продували через трубочку в течении 1-2 минут.
Когда гель сверху подсыхал, подсохшие гранулы мы доставали, помещали на 1 час в воду, и они восстанавливались.
Наши наблюдения о выращивании салата и огурцов способом гидропонике
В течение 30 дней с 16 января по 16 февраля мы выращивали огурцы сорта «Христичок F-1» в гидропонной установке, все свои наблюдения мы фотографировали и результаты заносили в таблицу:
|
Дни |
Опытный образец |
Контрольный образец |
Результат |
|
1-7 день |
Появление листочков |
Появление листочков |
Значительной разницы в развитии растений не наблюдалось |
|
8-15 день |
Появился второй листочек. Длина растения 15 см. |
Изменений нет, Длина растения 9 см. |
Опытный образец перегнал в росте контрольный |
|
16-21 день |
Выпустил усик. Длина растения 19 см. |
Появился третий листочек. Длина растения 12 см. |
У опытного образца появился усик и он еще подрос. |
|
22-30 день |
Появились цветочки и завези. Длина растения 25 см. |
Изменений нет. Длина растения 15 см. |
Опытный образец перегнал в развитии и росте контрольный образец. |
Приложение 5
А так же свои наблюдения за салатом сорта «Витаминный» заносили в таблицу:
|
Дни |
Результат |
|
1-10 день |
вырос на 2 сантиметра |
|
11-18 день |
вырос на 5 сантиметров и составил в высоту 7 сантиметров |
|
18-25 день |
вырос на 6 сантиметров и составил 13 сантиметров |
|
25-30 день |
вырос на 3 сантиметра и составил в высоту 16 сантиметров |
Приложение 6
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Возможно, ли вырастить растения без почвы в комнатных условиях? Проведенные исследования, что да, это возможно! Мы доказали - выращивать растения беспочвенным способом можно, можно получить хороший урожай, позволяющий обеспечивать свою семью витаминами круглый год.
В ходе выполнения теоретической и экспериментальной части работы, мы выяснили:
При выращивании растений в домашних условиях можно с успехом использовать гидропонику, особенно в зимнее время.
С помощью гидропоники можно выращивать посадочный материал из мелких семян, которые прорастают быстрее, чем в открытом грунте и более эффективно.
Используя гидропонику, можно круглый год выращивать экологически чистый продукт.
Метод гидропоники более экономный по отношению потребления воды растениями.
Опытным путем мы установили:
При гидропонном выращивании растений оно растет здоровым и намного быстрей, чем в почве;
Корни растений не пересыхают и получают достаточное количество кислорода;
Исчезают такие проблемы, как почвенные вредители и болезни.
Домашние методы гидропоники достойны занять важное место среди всех остальных методов выращивания. Растения, выращенные своими руками, – это экологически чистые растения.
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ И ЛИТЕРАТУРА
1. www.ispr.ru –Институт социально-политических исследований Российской Академии Наук
2. Дмитриева О.В. Битва за еду. Британские ученые предрекают планете голод //, Лондон, "Российская газета" - Федеральный выпуск №5407 (31)
3. www.gks.ru – Федеральная служба государственной статистики
4. http://www.unesco.org/most/
5. http://www.macfound.ru/
6. http://www.unfpa.org/
7.Гумеров Р. Как обеспечить продовольственную безопасность страны? // Российский экономический журнал, 1997 – 2004,
8. Экономическая безопасность России. // Социально-политический журнал. 1997 – 2004,
9. www.start.RU,
10. www.ppl.boom.RU,
11. www.economics.RU,
12. Гидропоника для любителей. Зальцер Э. Перевод с немецкого М.П.Чумакова, издательство "Колос" 1965 год Москва.
13. Промышленная гидропоника. М.Бентли. Перевод с английского Т.Л. Чебановой, издательство "Колос" 1965 год Москва.
14. Гидропоника комнатных цветов. Н.П. Бедриковская.,издательство "НауковаДумка",Киев 1972. 65 с.
15. Как получить чудо-урожай с подоконника круглый год". Анна Федоренко, 2003 г, издательство "АСТ", 125 стр.
16. Грегори Ирвинг.Гидропоника, минеральная вата и сенсимилья.: Голландия: PositivePublisherb.v.b.a., 2001. - 80 с.; ил.
17. Алиев Э.А. "Выращивание овощей в гидропонных теплицах".
18. Чесноков В.А., Базырина Е.Н. и др., "Выращивание растений без почвы".