Гидропоника - способ выращивания растений без почвы.

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ

ШКОЛА с. ОТВАЖНОЕ»

Гидропоника­­ –

способ выращивания растений без почвы.

Автор работы:

Цветкова Маргарита,

Руководитель:

Мельник Надежда Викторовна,

учитель биологии

ОТВАЖНОЕ

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Мы с вами уже не удивляемся богатому разнообразию овощей и ягод у нас в магазинах в зимний период. Листья салата, базилика, петрушки, огурцы, помидоры могут украсить наш стол в любое время года. 
  Современное хозяйство с каждым годом внедряет новые технологии по выращиванию культурных растений, в частности метод гидропоники.
   И это не только хобби в домашних условиях, но и огромные плантации в специализированных хозяйствах, эффективная работа, которых основана на научных исследованиях и разработках в области гидропоники. Конечно, вы можете сказать, что овощи, выращенные на гидропонике, вредные, так как это не естественный метод выращивания! Они могут быть вредными только при использовании чрезмерного количества минеральных удобрений  очень низкого качества, различных биологических стимуляторов роста, обработке растений некачественными химикатами для борьбы с болезнями или вредителями. В остальном данная методика выращивания растений является полностью безопасной.

Зачем же нужна гидропоника? Применение гидропоники для коммерческого выращивания овощей и зелени более плодотворно, чем традиционные методы культивирования! Гидропоника экономит ресурсы, так как делает процесс более стабильным и управляемым.
Положительные стороны гидропоники особенно проявляются при применении в «защищенном грунте», в домашней оранжерее или в теплице. 
Правильный выбор технологии выращивания позволит не только 
сэкономить затраченные средства, но и окупить их в будущем на продаже овощей и зелени. Выбор технологии напрямую зависит от культуры, которую выращивают.

Актуальность исследования: Методом гидропоники можно выращивать рассаду. Применение гидропоники снижает финансовые затраты на обработку почвы, защиту от сорняков и вредителей, позволяет выращивать большее количество растений на ограниченной площади посадки, получая качественную продукцию.

Цель работы: Изучить рост и развитие растений в разных субстратах и выявить преимущество выращивание растений методом гидропоники.

Задачи:

Изучить литературу по данной теме.

Изучить особенности выращивания растений методом гидропоники.

Изготовить своими руками гидропонные сосуды для выращивания растений.

Провести опыты по выращиванию растений методом гидропоники.

Обобщить результаты эксперимента.

Гипотеза. Выращивание репчатого лука и черенков колеуса методом гидропоники намного быстрее, чем выращивание обычным способом.

Объект исследования: гидропоника как метод выращивания растений без почвы.

Предмет исследования: репчатый лук и черенки колеуса в гидропонной системе.

Научная новизна определена тем обстоятельством, что в исследовании рассмотрены вопросы, которые недостаточно изучены, требуют дальнейшего изучения.

Практическая значимость.

Результаты данного исследования могут быть использованы для выращивания огородных и цветочных культур в течение всего года.

Используемые методы: проектирование, эксперимент, наблюдение, сравнение, анализ.

План исследования.

Сбор сведений по данной теме.

Изготовление гидропонной системы.

Выращивание культур на гидропонной системе.

Подведение итогов.

Время проведения: январь - март 2019 год.

Глава 1. Основная часть

1.1 Что такое гидропоника?

Cлово «гидропоника» по-гречески значит «вода и работа». В науке «гидропоника» - это беспочвенный способ выращивания растений, при котором растение получает из питательного раствора все нужные вещества в необходимых количествах и пропорциях.

Применение гидропоники снижает затраты на обработку почвы, защиту от вредителей и сорняков. Использование безземельных субстратов позволяет выращивать больше растений на ограниченной площади. Вода и удобрения расходуются рациональнее за счет многократного их использования.

Различают три основных способа выращивания растений на питательных растворах:

- водная культура – гидропоника

- субстратная культура - гидрокультура;

- воздушная культура - аэропоника.

Гидропоника (водная культура) - это способ выращивания, при котором растение произрастает в тонком слое органического субстрата (мох,торф и т.п.), уложенного на сетку- основу, опущенную в емкость с питательным раствором.

Корни растений через субстрат и отверстия основы опускаются в раствор, питая растение. Этот способ самый старый в историческом плане, но не самый лучший. При гидропонном методе выращивания растений сложность представляет собой аэрация (снабжение кислородом) корней, так как содержащегося в питательном растворе кислорода не достаточно, и корневую систему растения полностью в раствор погрузить нельзя. Для обеспечения дыхания корней между основой и раствором оставляют воздушное пространство 3 см. для молодых растений, 6 см.- для взрослых. При этом важно позаботиться о поддержании высокой влажности воздуха в этом пространстве, иначе корни засохнут. Питательный раствор подлежит замене раз в месяц.

Воздушная культура - аэропоника способ выращивания растений без субстрата вообще.

Растение фиксируется зажимами на крышке сосуда с питательным раствором так, чтобы 1/3 корней находилась в растворе, а оставшиеся корни в воздушном пространстве между раствором и крышкой сосуда и периодически подвергаемые увлажнению. Чтобы не повредить зажимом стебель растения и по мере роста не препятствовать его утолщению, рекомендуется применять эластичные мягкие прокладки (поролон).

Кроме вышеописанного метода выращивания растений на аэропонике, можно использовать способ опрыскивания корней питательным раствором. Для этого в емкости, где находятся корни, помещается туманообразующий распылитель, который 2 раза в сутки по 2-4 минуты подает корням питательный раствор в виде мельчайших капель.

При аэропонном способе выращивании важно позаботиться о поддержании высокой влажности воздуха в пространстве, окружающем корни, чтобы они не засохли, но при этом также обеспечить доступ воздуха к ним.

Наиболее распространенной является гидрокультура–метод, при котором растения закрепляются в слое минерального субстрата (керамзит, гравий, вермикулит и т.п.), а снабжение растений питательным раствором осуществляется по принципу периодического увлажнения или поливом сверху.

Периодическое увлажнение основано на свойствах пористого субстрата. Через определенные промежутки времени субстрат заполняется питательным раствором, им насыщается, затем сливается.

Полив сверху–самый простой метод гидропонного выращивания растений. Несколько раз в неделю субстрат поливают питательным раствором и один раз - чистой водой. При этом для посадки растений используют широкие емкости, высота которых не должна превышать16 см.

1.2. История метода

Метод гидропоники был основан на изучении корневого питания растений. Много ученых упорно работало десятки лет, чтобы узнать что корень извлекает из почвы. Понять это удалось в результате опытов выращивания растений в воде (метод водных культур). В дистиллированной воде растворяют определенные минеральные соли, кроме солей того химического элемента, значение которого для жизни растения хотят выяснить. Растение выращивают на этом растворе в стеклянной банке. Опыты показали, что растение хорошо развивается лишь в том случае, если в растворе солей есть калий, кальций, железо, магний, сера, фосфор и азот. Если из питательного раствора исключить калий, рост растения останавливается. Без кальция не может развиваться корневая система. Магний и железо необходимы растению для образования хлорофилла. Без серы и фосфора не образуются белки, входящие в состав протоплазмы и ядра.

Долгое время думали, что только эти элементы необходимы для нормального развития растений. Но потом выяснилось, что растению нужны также очень небольшие количества других элементов, которые и назвали микроэлементами.

Примерно в одно и то же время в девятнадцатом веке немецкий ботаник Ф.Кноп, а в России К.А.Тимирязев и Д.Н. Прянишников разрабатывали в научных целях метод культуры растений в водных растворах неорганических соединений.

В 1936 г. в США Герикке испытал выращивание овощей в растворах, назвав данный метод гидропоникой. Первые успешные опыты выращивания овощей в растворах без почвы в нашей стране были поставлены в 1938-1939 гг. Первоначально растения на гидропонике выращивались исключительно в водной среде. Но при водной культуре снабжение корней кислородом оказалось неудовлетворительным, реакция раствора неустойчива, отдельные корни и целые растения быстро отмирали.

Поэтому чисто водная культура растений не нашла применения, но в последствии были разработаны другие методы. Сущность их сводится к тому, что корни растений размещают в каком либо относительно инертном субстрате. Субстрат и корни погружены в раствор всех необходимых растениям питательных веществ.(1)

1.3. Технология гидропоники

В ёмкость или специальный горшок наливается питательный раствор и в него помещается корневая система растения. По мере испарения раствора добавляют воду, а через определенные промежутки времени раствор полностью заменяется свежим, так как со временем в растворе наступает дисбаланс пропорций питательных веществ. Существенным недостатком этого способа является то, что снабжение корней кислородом затруднено, а это переносят далеко не все растения.

Для другого способа используются два горшка, один больше другого. В меньший горшок, имеющий много мелких отверстий, помещают корни растения и засыпаются гравием, керамзитом или другим материалом. Затем этот горшок помещают в больший по объему и наливают питательный раствор, при этом корни должны оказаться погруженными в раствор не более чем на 2/3. При необходимости замены питательного раствора, внутренний горшок с растением вынимают, дают стечь воде. Внешний горшок промывают и после помещения в него снова горшка с растением, наливают свежий раствор. Среди цветоводов наиболее популярен второй вариант техники гидропонной культуры.

Комнатные растения помещают в гидрогоршки — двойные горшки или сосуды (один внутри другого). Горшки должны соответствовать некоторым требованиям.

Наружный сосуд не должен пропускать воду.

Внутренний горшок должен быть с прорезями или отверстиями для активного взаимодействия корней с гидропонным раствором.

Наружный горшок не должен быть прозрачным.

Оба горшка или сосуда должны быть изготовлены из материала, который не вступает в реакцию с питательным раствором. Лучше для этого подойдут обожженные керамические горшки из глины или глазурованные. В глазурованных горшках не будет проступать налет из минеральных солей.

Наиболее подходящая форма внешнего горшка сферическая, так как его объем будет больше, чем объем обычного горшка. Внутренний горшок можно сделать из обычного пластикового горшка или из пластиковой бутылки.

В специализированных магазинах давно можно приобрести горшки для гидропоники. При этом наружный сосуд полностью водонепроницаем, выполняется из различных материалов и имеет красивый декоративный вид. Внутренний сосуд обычно выполнен из пластмассы и снабжен указателем уровня жидкости. Этот прибор имеет отметки на трех уровнях — минимальное количество раствора, оптимальное и максимальное. Правильнее будет доливать питательный раствор, когда указатель уровня жидкости опускается на точку минимум. При этом доливать воды нужно столько, чтобы поплавок уровня жидкости поднялся до оптимального значения. До максимального значения количество жидкости доводят лишь в тех случаях, когда растения оставляются без полива надолго, например, во время отпуска.

ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Изготовление гидропонных установок

Для моей исследовательской работы, а именно для её экспериментальной части, я решила- лучше всего подойдёт репчатый лук и черенки колеуса. Я взяла несколько полуторалитровых бутылок, из которых в дальнейшем получилась замечательная гидропонная установка.

Для изготовления универсального прибора для гидропоники нам понадобились 6 полуторалитровых бутылок.

Подготовка лука и черенков колеуса к посадке.

Для этого взяла 3 луковицы одинаковой величины и 3 черенка колеуса длиной 15 см.

Подготовка посуды для посадки.

Для посадки лука и черенков колеуса приготовила горшок с почвой с приусадебного участка, простейшие гидропонные установки с питательными растворами.

2.2. Приготовление питательного раствора

Опыт №1. Выращивание лука

Было решено выращивать лук методом гидропоники.

Цель данного эксперимента: выявить роль субстрата в развитии лука.

Мною было решено провести исследование и своими руками изготовить гидропонную установку.

Лук я поместила в три установки. Все сосуды для выращивания сделаны одинаковым способом, описанным раннее.

1 проба: снеговая вода.

2 проба: вода с удобрениями (удобрение полное с микроэлементами – 600 мг).

3 проба: почва с огорода.

Опыт №2. Черенкование колеуса.

Было решено выращивать посадочный материал колеуса методом гидропоники.

Цель данного эксперимента: выявить роль субстрата в развитии колеуса.

Свежесрезанные черенки колеуса я поместила в три раствора. Все сосуды для выращивания сделаны одинаковым способом, описанным раннее.

1 проба: обычная вода.

2 проба: вода с удобрениями (нитро-аммофоска -200 мг, сульфат аммония – 200 мг, калий хлористый – 200мг).

3 проба: вода с удобрениями (удобрение полное с микроэлементами – 600 мг).

2.3. Результаты исследования и обсуждения

Выращивание лука и черенков колеуса осуществляли на солнечной стороне на подоконнике. Искусственное освещение не использовали. Опыт был заложен 16 января.

Наблюдение за ростом лука и черенками колеуса.

Заложив опыт, начала вести фенологические наблюдения за ростом лука (Приложение 1) и черенками колеуса (приложение 2), результаты фиксировать в дневник наблюдения.

Глава III. Результаты исследования и обсуждения

3.1. Результаты и анализ наблюдений.

Таблица № 1: Наблюдение за ростом лука.

На основе анализа результатов видно, что в пробе № 1 и пробе № 2 у луковиц появились корни через 5 дней. В пробе № 3 видимых изменений не наблюдалось. Листья в пробе № 3 появились раньше, чем в пробе № 1. В пробе № 2 растение замедлило рост, так как к корневой системе перестал поступать воздух, и растение погибло. Лук, выращенный в снеговой воде по высоте и спелости превосходит растение, выращенное в почве. Для растения необходимо постоянное увлажнение почвы, что не всегда возможно. А при гидропонном выращивании вода обеспечивает питание и рост растения.

Таблица № 2. Наблюдение за ростом черенков колеуса.

Черенки колеуса, которые выращивались методом гидропоники, прекрасно себя чувствовали без привычного для нас грунта. Корни появились через неделю в пробе № 1, затем в пробе № 2, а в пробе № 3 позже всех. В пробах, которые содержали удобрения, растения развивались лучше, корневая система сформировалась более густая.

Я провела опрос 77 человек – это учащиеся 5,6,7,8,11 классов по направлению моей работы.

На вопрос «Как вы думаете, гидропоника – это…»

а) наука о воде (ответило 34 ученика);

б) выращивание растений без почвы (ответило 35 учеников);

в) наука о пони (ответило 8 учеников).

На вопрос «Как вы думаете, что необходимо для жизни растений?» ответили 53 ученика – свет, 52 ученика – вода, 37 учеников – тепло, 52 ученика – почва, 15 учеников – удобрения.

На вопрос «Могут ли растения расти без почвы?» 33 ученика считают, что нет. Да, могут, считают 32 ученика и 10 учеников затрудняются ответить.

На вопрос «Могут ли растения жить в каком- либо субстрате – вермикулит, керамзит, торф, мох, минеральная вата?» 40 учеников ответили «да», 7 учеников – «нет» и 30 учеников - «не знаю».

На вопрос «Смогут ли огурцы, помидоры, болгарский перец, зелень вырасти зимой на подоконнике?» 61 ученик считают, что смогут и 10 учеников думают, что нет, 6 учеников затруднились ответить.

На вопрос « В чём эти овощи должны быть выращены?» 60 учеников думают, что только в почве, 4 учеников – в водном растворе и 16 учеников – в субстрате.

Как видно из ответов, не все учащиеся знают, что такое гидропоника.

IV. Выводы.

Гипотеза нашего исследования подтвердилась, т.е. мы доказали, что методом гидропоники можно вырастить растения намного быстрее, чем обычным способом. Выращивание растений методом гидропоники не требует никаких добавочных удобрений и подкормок. Нам не требуется ни земля, ни подкормка, ни рыхление почвы. Выращивание зелёного лука на гидропонике можно осуществлять круглогодично.

При выращивании растений в домашних условиях можно с успехом использовать гидропонику, особенно в зимнее время, когда питание должно быть умеренным, а испарение не велико.

При выращивании посадочного цветочного материала в домашних условиях можно с успехом использовать гидропонику.

В ходе выполнения теоретической и экспериментальной части работы я узнала много нового для себя и поняла, что гидропоника позволяет легко создавать оптимальные условия для роста растений, получать высокие урожаи, экономить воду, питательные вещества. Она делает ненужным всю трудоемкую работу по обработке (гербициды) и удобрению почвы.

Опытным путем я установила:

1) При гидропонном выращивании растение растет здоровым и намного быстрей, чем в почве;

2) Корни растений не пересыхают и получают достаточное количество кислорода;

3) Исчезают такие проблемы, как почвенные вредители и болезни;

4) В домашних условиях метод гидропоники достоин занять важное место среди всех остальных методов выращивания растений.

V. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. В.А. Чесноков, Е.Н. Базырина, «Выращивание растений без почвы», Ленинград, Ленинградский университет, 1984 г.

Интернет источники: 
1. http://www.botanichka.ru
2. http://www.7dach.ru
3. http://www.prodindustry.ru

4.http://www.promgidroponica.ru

5.www.gidroponica.su – Гидропоника своими руками

6. http://www.ponics.ru – Гидропонное выращивание растений

Приложение 1.

Таблица № 1: Наблюдение за ростом лука.

Приложение 2.

Таблица № 2. Наблюдение за ростом черенков колеуса.

Приложение 3.

Колеус