VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Фермеры-исследователи
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Цель исследования:
Изучить особенности профессии сити-фермера,
Попробовать свои силы в этой профессии
Задачи исследования:
Собрать информацию о профессии сити-фермера.
Посадить и вырастить различные виды зелени и овощей в грунте, гидропонике, гидрогеле.
Зафиксировать свои наблюдения на фотографиях и видео.
Провести сравнительный анализ (внешний вид, вкус, запах)
Объект исследования:
Зелень, выращенная в грунте, в гидропонике
Этапы проведения исследования:
1. Сбор информации.
2. Обзор литературы.
3. Посадка, уход и наблюдение за ростом и развитием
4. Сравнительный анализ
5. Выводы.
Введение
Кто такие сити-фермеры?
Почему это профессия актуальна?
Что должен уметь современный сити-фермер?
Мы провели опрос среди учеников начальной школы с вопросом «Кто такие сити-фермеры?» и «Знаете ли Вы, что такое гидропоника?» Результаты опроса показали, что практически никто не знает об этой профессии ничего, и решили побольше узнать, попробовать свои силы в данной професии и поделиться полученными знаниями с одноклассниками.
II. Теоретическая часть.
Сити-фермерство –новая стремительно развивающаяся во всем мире профессия.
В Азии на небоскребах разводят целые плантации, а это и рабочие места, и поступления в городской бюджет, а самое главное продовольствие для горожан.
В скором времени и в России это тоже будет популярно, и можно будет рассматривать сити-фермерство, как будущую профессию.
Сити- фермер- это специалист по обустраиванию и обслуживанию агропромышленных хозяйств на крышах и зданиях небоскребов крупных городов. Вертикальные фермы автономные и экологичные конструкции, позволяющие выращивать растения и разводить животных в черте города.
Сити-фермерство- это законченный цикл- начинается с закупки семян и заканчивается доставкой готовой продукции потребителю.
Сити-фермер должен знать не только основы земледелия, но и быть хорошим управленцем и экономистом, а в будущем пригодится знание программирования и робототехники.
Так как основная сфера деятельсности сити-фермера это выращивание растений, мы изучили литературу о растениях, просмотрели учебники по ботанике, специальные ролики о росте растений в Интернете.
Считается что выращивание растений методом гидропоники это — новшество современной науки и технологий.
История Гидропоники. Гидропоника является древней наукой о выращивании разнообразных растений. В основе метода находится замена почвы водой, в которой растворяют питательные вещества необходимые для роста и развития растений [1].
Хорошим примером является одно из семи чудес света Висячие сады «Семирамиды» или «Аманис» — именно так звали жену Навуходоносора 2 царя Вавилона, ради которой и были построены эти необычные сады в пустыне на берегу реки Ефрат. Сады были обеспеченны искусственной системой водоснабжения из реки обогащенной кислородом и минералами.
Еще один пример удачного применения гидропоники - «Плавучие сады ацтеков» или «Сады Чампас» находящиеся на территории Центральной Америки. В Мексике вдоль озера Теночитлан кочевые племена после того как их вытеснили с плодородных и вспаханных земель более враждебными и сильными соседями. На берегах озера они соорудили плоты из стебля тростника, и уложили на них ил, собранный со дна Теночитлана. На плотах выращивался обильный урожай зелени овощей и даже деревья росли и приносили большие и здоровые плоды. Питались растения минералами из ила, воду они получали из реки пробиваясь корнями через отверстия в плоту.
Можно сделать вывод: Вавилонские сады «Семирамиды» и «Плавучие сады Ацтеков» — это прародители современной гидропоники.
Но первым кто объяснил процесс питания растений был Аристотель, он сделал заключение что растения потребляют пищу уже в переработанном виде (в конечной форме переработки — органической). После Аристотеля этим исследованием занялся Иоганн ван Хельмонт (Голландский ученый). Иоганн провел множество экспериментов для того чтобы выяснить как растения поглощают пищу и чем они питаются.
Затем по истечению многих лет свой вклад в развитие гидропонного растениеводства внес Джон Вудворд и Марчелло Мальниги. Они установили, что растения используют для роста своих клеток химически измененные вещества с помощью кислорода который, играет в этом процессе важную роль.
В 19 веке немецкий агрохимик Юсмус фон Либих выявил, что источник питания растений — это не органическая природа. В 1856 году ботаники Юлиус фон Закс и Вильгельм Кноп вырастили из семян растения на искусственно созданном растворе.
Практически в одно время с Вильгельмом Кнопом российские ученые Тимирязев и Прянишников разрабатывали способ культивирования растений в неорганических растворах.
В 1938 году в нашей стране впервые вырастили овощи на гидропонике.
Благодаря многим ученым ботаникам и химикам, на протяжении многих лет исследовавших такой метод выращивания, был внесен огромный вклад и знания, в историю и развитие гидропоники.
Гидропоника сегодня доступна как для частного, так и для коммерческого использования, появилось множество способов выращивания растений: водная культура, агрегатопоника, ионопоника, хемонопоника, аэропоника. У выращивания на гидропонике есть существенное преимущество перед выращиваем в земле:
-Хорошие показатели успешного размножения.
-Более эффективное использование пространства.
-Сокращение интервала фаз роста и плодоношения у большинства растений.
-Регулирование состава удобрений.
- С экологической точки зрения гидропоника способствует экономии водных ресурсов.
Можно считать, что гидропоника — это технология будущего! [1]
III. Практическая часть
3.1. Посадка, уход и наблюдение за ростом и развитием
Чтобы попробовать свои силы в профессии сити-фермера, мы решили
купить все необходимое для того чтобы начать выращивать продукты -зелень и овощи в школе и дома. Так мы познакомились с гидропоникой.
Гидропоника- это один из методов агрохимии, позволяющий выращивать зелень без почвы, путем подкармливания растений специальным составом минеральных солей. Из воды и воздуха растения получают кислород, углерод и водород, а из компонентов раствора – множество элементов, ускоряющих рост, стимулирующих развитие корневой системы, улучшающих цветение и интенсивность окраски листьев. Для достижения отличных результатов необходимо учитывать влажность, особенности вентиляции, температуру воздуха и воды, интенсивность освещения [2].
Выращивание растений без почвы, в питательном растворе в промышленном масштабе стало важной задачей в современном мире, поскольку многие страны и большие города находятся в местах, где климат не позволяет получать хороший урожай.
Например, страны ближнего востока или северные страны, где-либо сухо, либо холодно. Теплицы с почвой затратны в обслуживании, в то время как гидропоника позволяет сконструировать производительные агрокомплексы на минимальной площади с минимальными затратами. Урожай при этом не зависит ни от времени года, ни от состояния почвы. Растения же получаются здоровее и чище чем в природных условиях.
Американское космическое агенство NASA рассматривает гидропонику и другие способы выращивание растений без почвы как главную возможность обеспечить питание космонатов при полетах в далекий космос.
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 украшать ваши блюда без оглядки на сезон. Гидропоника в домашних условиях применяется и для комнатных декоративных растений [3].
Чтобы проверить ее эффективность мы посадили семена зелени в гидропонику и в классический грунт.
Для посадки в классический грунт мы подготовили (замочили на 2 дня семена) семена, грунт, дренаж. [Фото 1]
Для гидропоники понадобился: субстрат из кокосовых стружек, концентрированный питательный раствор и дренаж.
Как приготовить питательный раствор: Для этого мы взяли кипяченную воду, поскольку в сырой воде есть хлориды и карбонаты, которые могут вступить в химическую реакцию с солями и образовать слаборастворимый осадок.
Таблица 1. Количества солей для приготовления концентрированной питательной смеси [5].
|
Минеральная соль |
Вес в граммах на 5 литров воды для концентрированного раствора |
Количество мерных ложек 5мл |
|
Кальций азотнокислый |
79 грамм |
12 |
|
Магний сернокислый |
32 грамм |
6 и ½ |
|
Калий фосфорнокислый |
18 грамм |
3 |
|
Калий сернокислый |
6 граммов |
1 |
|
Хлорид железа |
1 грамм |
1/4 |
Замочили кокосовую стружку, выложили дренаж в горшочки, вымоченную кокосовую стружку и пророщенные семена.
Залили раствор в бассейн. [Фото 2]
Через две недели после того как мы посадили семена появилась первая рассада.
Чрез месяц был собран первый урожай.
Мы попробовали выращенные продукты и выводы поместили в таблицу.
Таблица 2. Сравнительный анализ
|
Признак |
Зелень выращенная в грунте |
Зелень выращенная в гидропонике |
|
Внешний вид |
+++ |
+++++ |
|
Размер |
8 см |
11 см |
|
Аромат |
слабый |
выраженный |
|
Вкус |
+++ |
+++++ |
[Фото 3]
Гидрогель - используется для декоративных целей, в нашем случае опыт был неудачным. [Фото 4]
Очень важным аспектом является уровень света и влажности. Рост растений, которые находились под постоянным освещением и с увлажнителем, в том числе и в ночное время (фито-лампа) оказался в три раза быстрее. А какие-то растения, несмотря на короткий световой день, даже дали плоды. [Фото 5]
IV. Выводы
В процессе работы надо проектом мы научились
готовить питательную среду для выращивания растений.
Узнали о новых приборах, научились ими пользоваться (TDS-метр, помповый ополаскиватель)
Научились читать и следовать технологической карте
Умеем пользоваться универсальным индикатором.
Выработали такие качества как: терпение, аккуратность, внимательность.
До того, как мы были вовлечены в этот проект, мы думали, что выращивать зелень и овощи, так же просто, как и обычные комнатные растения. Но на практике оказалось, что выращивание продуктов, не простая задача. Нужно контролировать и уровень света, и влажность. В случае с гидропоникой, это не обычное выращивание растений, а использование специальных установок, постоянный контроль уровня раствора и уровня света. Несмотря на то что, посадка семян была не в сезон (октябрь) световой день становился короче, мы использовали дополнительное освещение (фито-лампу), даже в ночное время и нам удалось собрать урожай и с установок с гидропоникой и с зелени, посаженной в классический грунт.
В наших планах продолжить работать в этой сфере и разработать автономную конструкцию с гидропоникой для более комфортного выращивания и полива зелени.
Узнали очень много интересного о профессии сити-фермера.
Самостоятельно вырастили зелень в домашних условиях и в условиях класса.
V. Список литературы.
https://uralgidroponika.ru/info/article/istoriya_gidroponiki/
Тексье У. Гидропоника для всех. Все о садоводстве на дому. Париж: Изд-во HydroScope, 2013. 296 с.
Бедриковская Н.П. Гидропоника комнатных цветов. Киев: Изд-во Наукова Думка, 1972. 65 с.
Чесноков В.А., Базырина Е.Н., Бушуева Т.М., Ильинская Н.Л. Выращивание растений без почвы. Л.: Издво Ленинградского университета, 1960. 170 с.
Кейт Роберто, «Пособие по гидропонике, ч.1, ч.2
Приложение
Фото1.
Ф ото 2.
Фото 3
Укроп, выращенный в обычном грунте Укроп, выращенный в
гидропонике
Фото 4
Фото 5.
Растения, выращенные под фито-лампой
Растения, выращенные при обычном освещении