Личный кабинет

Исследовательская работа: "Беспочвенное выращивание растений"

Гидропоника


Человек издавна пытается обеспечить себя продуктами питания, создавая искусственные условия для выращивания растений. Люди уже умели управлять температурными режимами выращивания роз и овощей в особых ямах. Люди шаг за шагом познавали секреты плодородия почв. Итог этих исследований парадоксален: возникла мысль полностью отказаться от почвы!

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               Исследовательская работа

«Беспочвенное выращивание растений»

 

 

 

 

 

 

 

Автор:

Утегалиева Анита Ришатовна

4 «б» класс, Володарский район,

с.Сизый Бугор

Научный руководитель:

Утегалиева Эльмира Махсутовна,

учитель биологии

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Астрахань 2016

                                                            

 

Содержание

 

Введение ………………………………………………….……………….. 3

  • Теоретическая часть
    • Новые знания…………………………………………………………6
    • Условия роста и развития растений ……………………………….9
    • Интересные факты о фасоли………………………………………...9
    • Минеральное питание растений…………………………………….10
    • Основные признаки недостаточности питательных элементов…..10
    • Преимущества гидропонного метода выращивания растений……11
    • Минусы применения технологии гидропоники……………………12

  2) Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки……………………………….12

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники……...16

2.3. Рецепт для выращивания фасоли………………………………………17

2.4. Вода для приготовления растворов……………………………………17

Выводы……………………………………………………………….............19

Заключение…………………………………………………………………..20

Список литературы………………………………………………………….21

Приложения………………………………………………………………….22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 Актуальность

Человек издавна пытается обеспечить себя продуктами питания, создавая искусственные условия для выращивания растений. Люди уже умели управлять температурными режимами выращивания роз и овощей в особых ямах. Люди шаг за шагом познавали секреты плодородия почв. Итог этих исследований парадоксален: возникла мысль полностью отказаться от почвы! В начале XX в. в России опыт с водными культурами в широких масштабах проводил К.А.Тимирязев. Этот метод называется гидропоникой. Благодаря этому методу можно довести растение до полного созревания семян. В результате можно установить, как будут развиваться растения в разных условиях. Использование беспочвенного метода выращивания растений позволит обеспечить людей продуктами питания в разных природно-климатических условиях.

     Проблема исследования: Выращивание растений на минеральных растворах.

     Цель: 

  • Выяснить, какие условия нужны для роста и хорошего развития фасоли
  • Узнать новое и интересное из жизни растений расширить свой кругозор
  • Пополнить свой словарный запас.

 

    Задачи:  

  1. изучить литературу по данной теме;
  2. сделать сравнительный анализ уже существующих способов выращивания растений на беспочвенных средах;
  3. провести эксперимент по изучению наиболее оптимального минерального состава для выращивания растений;
  4. выяснить, как влияют  различные минеральные вещества на рост и развитие растений;
  5. проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Объект исследования: минеральное питание растений.

Предмет исследования: выращивание фасоли на беспочвенных средах.

Методы исследования: анализ литературы по изучаемой теме, сравнение,  эксперимент.

Исследовательская   работа   рассчитана  на  повышение  и расширение уровня знаний по биологии.

Гипотеза: На правильно подобранных питательных средах можно выращивать растения без почвы.

 

Результат исследования:

Начало работы:  июнь 2016 года.

Завершение работы:  сентябрь 2016 года

      Выращивание растений и наблюдение за ними – очень увлекательный и познавательный процесс. Развитие растения от прорастания семечка до появления первых цветов или плодов – это волшебство природы. Требуется много времени и терпения, прежде чем вырастет полноценное растение.

Так прорастают семена фасоли:

 

        Я выбрала эту тему проекта потому, что мне хотелось выяснить, что надо сделать, чтобы свершилось это чудо природы – превращение маленького семечка во взрослое растение.

Растение начинает свою жизнь с семени. Крошечное семечко попадает в землю, оно начинает расти, появляются корень и росток, затем листья, цветы и плоды. Число бедных и голодных в мире в ближайшие годы будет стремительно расти. Нехватка продуктов или их непомерная стоимость вызвали уже десятки бунтов в разных странах мира. Эксперты предполагают, что именно еда может стать более важным фактором мировой политики, чем энергоресурсы.

Цены на продовольствие  только расти. Схожая ситуация в десятках стран. Где-то уже гибнут люди, где-то еще пытаются что-то придумать.

Наши земельные ресурсы огромны. И несмотря на то, что в целом климат нашей страны для сельского хозяйства - не лучший (дефицит тепла, либо дефицит влаги), при умелом подборе культур можно прокормить огромное количество людей.

Однако существует ряд объективных проблем, которые сильно затрудняют, а в ряде случаев вообще не позволяют увеличить производство продовольствия в России.

Для начала, большая часть плодородной земли уже используется, и фермерам приходится отвоевывать у природы все больше территорий, на которых мало что растет. Земля нередко отвечает тем, что отбирает хорошие земли: только за последние полвека из-за деградации почв производительность сельского хозяйства сократилась.

Многие пестициды, благодаря которым увеличивается урожайность, теряют эффективность: насекомые вырабатывают к ним иммунитет.

Еще один важнейший сдерживающий элемент - вода. 17% всех посевных угодий в России орошаются искусственно; на них выращивается от 30 до 40% всего урожая, однако во многих областях страны все больше заявляет о себе водный дефицит.

Ученые биотехнологии России в принципе могут предложить вторую зеленую революцию, к примеру, за счет выведения устойчивых к засухе растений или сортов, не боящихся грызунов и насекомых.

Еще одна проблема – нерациональность использования площадей. Всего для выращивания урожаев и выпаса скота мы используем лишь около 12% всей площади страны. Для этого мы уже вырубили треть всего леса в России и распахали четверть всех природных лугов. Еще несколько сотен тысяч гектаров занимают городские и застроенные зоны.

Кроме того учитывая большую протяженность территории нашей страны очень остро стоит проблема транспортировки выращенного урожая до потребителя.

Все вышеперечисленное ставит под сомнение возможность решения в ближайшем будущем проблемы обеспечения продовольственной безопасности, стоящей перед человечеством, путем развития традиционного промышленного сельского хозяйства.

В настоящее время на гидропонике выращивают, в основном, фрукты и ягоды, а также некоторые виды овощей.

 

 

 

  • Теоретическая часть
    • Новые знания

Работая над проектом, я узнала много нового о растениях. Я узнала, как устроено семя. Оно состоит из семенной кожуры, семядолей и зародыша. Семенная кожура защищает семя от повреждений и высыхания. В семядолях содержатся питательные вещества для зародыша. А зародыш дает жизнь новому растению.

Я узнала, что такое процесс фотосинтеза. Фотосинтез  происходит в листьях растений . Углекислый газ, содержащийся в воздухе, проникает в лист. Вода и минеральные вещества поступают из почвы в корни и дальше по стеблям в листья растения. В листьях есть зеленый пигмент хлорофилл, который поглощает солнечный свет. Под действием солнечного света в листьях начинаются химические превращения. Из углекислого газа, воды и минеральных веществ растение само создает себе пищу и поэтому растет. А самое главное, что в процессе этих химических превращений растение выделяет кислород, который необходим всем нам для дыхания. Без кислорода все живое погибнет. Поэтому фотосинтез – это процесс, от которого зависит вся жизнь на Земле

Гидропоника - это обобщенный термин, означающий один из методов культивирования растений без почвы на питательных растворах, содержащих полный набор необходимых для роста и развития веществ в необходимой концентрации и доступной растению форме. При этом необходимо создать благоприятные условия для развития корней и питания растения. Для этого нужно обеспечить контакт корней с питательным раствором и постоянный доступ к корням воздуха, а также создать оптимальную влажность в пространстве между питательным раствором и основанием корней, так как при недостатке влаги они быстро засохнут.

Различают три основных метода выращивания растений на питательных растворах:

- водная культура - собственно, гидропоника;

- субстратная культура - гидрокультура;

- воздушная культура - аэропоника.

Гидропоника или водная культура - это метод выращивания, при котором растение укореняется в тонком слое органического субстрата (торф, мох и т.п.), уложенного на сетчатую основу, опущенную в поддон с питательным раствором.

Корни растений через субстрат и отверстия основы опускаются в раствор, питая растение. Этот метод самый старый, но не самый лучший. При гидропонном способе выращивания растений сложность представляет аэрация корней, так как содержащегося в питательном растворе кислорода растению не достаточно, и корневую систему растения полностью погрузить в раствор нельзя. Для обеспечения дыхания корней между раствором и основой оставляют воздушное пространство для молодых растений 3см, для взрослых - 6см. При этом необходимо позаботиться о поддержании повышенной влажности воздуха в этом пространстве, иначе корни быстро засохнут. Питательный раствор заменяется раз в месяц.

Для выращивания растений методом водной культуры нужен специальный гидропонный горшок, который можно изготовить и самостоятельно.

Считается, что беспочвенные методы культивирования растений, гидропоника – детище современных технологий. Это технологии будущего, успешно разрабатываемые в разных странах, но стоит вспомнить пословицу: новое – хорошо забытое старое.

Но, даже в то далекое время гидропонные методы не являлись абсолютным новшеством. Конечно с натяжкой, но их можно назвать гидропонными. Первый, кто задумался о том, как питаются растения – Аристотель. Во всяком случае, его перу принадлежат работы, где он пытался объяснить сей процесс. Аристотель утверждал, что растения получают необходимую пищу в конечной (уже органической) форме, затрагивая этот вопрос лишь по способу перемещения веществ по стволу растения. Затем на многие столетия в изучении питания растений наступила пауза, пока этим вопросом не стал экспериментально заниматься голландский учёный Иоганн Баптист Ван Гельмонт (1575 – 1642). Он первый решил выяснить, чем питаются и откуда берут себе пищу растения. Гельмонт решил провести опыт: набил в бочку ровно 200 фунтов (1 фунт – 453.6 г) тщательно просеянной и высушенной почвы, затем посадил туда ветвь ивы, весившую пять фунтов. В течение пяти лет он внимательно следил за чистотой эксперимента, не позволял букашкам и даже пыли попасть в почву. Поливал иву исключительно дождевой водой. По истечении указанного срока он взвесил выросшее растение, результат его поразил: вес ивы увеличился на 164 фунта, когда вес почвы - уменьшился лишь на две унции (1 унция – 28. 35 г). Естественно, объяснил он это совершенно неправильно, сделав вывод, что необходимые растению вещества были получены только из воды, не приняв во внимание роль углекислого газа и тех двух унций почвы. Хотя для уровня науки того времени – это простительно. Хорошо уже то, что он поднял вопрос питания растений .

Беркли проводил обширные опыты вне помещений, о которых он впервые сообщил в 1929 г. Им разработана теория “гидропоники”, или водных культур (по аналогии с “геопоникой” - греческим термином для почвенных культур), и он утверждал, что выращивание растений без почвы в широких масштабах вполне осуществимо и целесообразно. Его опыты показали возможность выращивания различных растений в больших количествах в корытах, наполненных питательным раствором.

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 сообщения послевоенной прессы, в качестве первооткрывателя метода беспочвенного выращивания растений, большей частью фигурирует лишь профессор Геррике.

  • Условия роста и развития растений

На уроках биологии мы познакомились с разными способами получения знаний:

Наблюдение                                                                      

Экспериментирование (практическая работа)

Получение информации из книг

Исследование начинается с выдвижения гипотезы. Мы предположили, что растениям для роста и развития необходимы:

Вода

Свет

Тепло

Воздух

Пища

  • Интересные факты о фасоли

Фасоль относится к семейству бобовых. Плоды бобовых растений называют бобами. Боб состоит из двух створок, между которыми лежат семена. Мы называем эти плоды стручками. У одних растений бобы маленькие — 1—2 мм, у других — более 1 м.

Люди употребляли в пищу бобовые растения с очень давних времен. При раскопках древних поселений ученые-археологи нередко находят  обугленные зерна бобов. Сейчас на полях и в огородах выращивают бобовые растения: горох, бобы, фасоль, сою, чечевицу. Их едят люди. А на корм животным высевают кормовые бобовые травы — клевер, вику, люцерну. Сеют бобовые растения обычно ранней весной. Урожай бывает богатый: посеешь одно зернышко, соберешь 100—150.

Бобы часто называют растительным мясом: в них  много белка. Бобовые растения важны для земледелия. На их корнях образуются маленькие клубеньки, в которых живут особые бактерии, усваивающие азот из воздуха. Вот почему после бобовых в почве остается много азота. Он очень полезен пшенице, кукурузе и многим другим растениям, которые потом будут посеяны на том же поле. Из стеблей и листьев готовят сено, питательный силос, который любят коровы, овцы, свиньи. Среди бобовых также много растений, дающих ценное сырье, краски, лекарства. А душистый горошек, многолетний люпин с яркими цветками украшают наши клумбы.

  • Минеральное питание растений

Растение своей корневой системой поглощает из почвенных растворов и затем усваивает необходимые ему минеральные вещества. Для всех растений абсолютно необходимы 13 элементов, которые принимают участие в обмене веществ: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, марганец, медь, цинк, бор, молибден, хлор. При полном отсутствии в почве одного из этих элементов происходят резкие изменения основных жизненных функций растений - тормозится рост, нарушается нормальный ход фотосинтеза. Азот, фосфор, калий, кальций, сера и магний содержатся в растениях в значительных количествах и называются макроэлементами (от греческого слова «макрос» - большой), остальные - в ничтожных количествах и называются микроэлементами (от греческого слова «микрос» - маленький), но и они очень важны для растения.

Ряду растений нужны и другие элементы, не они не абсолютно необходимы им. Так, ничтожные количества кобальта усиливают рост сои, повышают содержание хлорофилла в листьях и витамина В12 в клубеньках, которые образуются на корнях растения, что очень важно для жизнедеятельности клубеньковых бактерий, обогащающих почву азотом.

Знать физиологическую роль необходимых для растения элементов, механизм их поглощения и передвижения в растении очень важно для того, чтобы правильно применять удобрения и получать высокие урожаи.

Нужно уметь своевременно заметить нехватку того или иного элемента в почве. Обеспеченность почвы минеральными элементами можно определить путем химического анализа почвы, а также самих растений. Недостаток питательных веществ (или их избыток) можно заметить и простым глазом по изменению окраски листьев, их формы, резкому замедлению роста и развития растений, если, конечно, они не вызваны другими причинами: вредителями, болезнями, засухой, холодом.

 

  • Основные признаки недостаточности питательных элементов

При нехватке азота (N) у растений - бледно-зеленая окраска и пожелтение листьев, слабый рост и раннее опадание листьев. Если мало фосфора (P) - темно-зеленая или голубоватая окраска листьев; появляются красные, пурпурные оттенки; темный, иногда почти черный цвет засыхающих листьев. При недостатке калия (K) - пожелтение или побурение листьев, отмирание ткани либо закручивание книзу краев листа, морщинистость листьев.

Чтобы восполнить недостаток тех или иных веществ в почве, в нее вносят в виде подкормок соответствующие удобрения, в том числе и специальные микроудобрения, содержащие микроэлементы.

 

  • Преимущества гидропонного метода выращивания растений:

     При применении настоящего способа существенно поднимается  урожайность плодовых  растений. Интенсивное цветение декоративных растений также доказывает положительное влияние гидропоники на их рост. Этот метод помогает снабдить растение всеми необходимыми ему полезными веществами. Оно растет крепким и здоровым, причем гораздо быстрее, чем в почве.

     Растение не накапливает вредных и пагубно влияющих на человеческий организм элементов, содержащихся в почве. Как правило, это ядовитые органические соединения, избыток нитратов, радионуклиды, тяжелые металлы и прочие. Особенно это актуально для плодовых растений. Ведь при использовании метода гидропоники растения получают только лишь полезные вещества.

     Растения не нуждаются в ежедневном поливе. И расход воды при гидропонике гораздо проще контролировать. Каждое растение требует исключительно индивидуального подхода. В зависимости от системы выращивания и объема емкости необходимо систематически доливать воду – одному растению раз в три дня, другому раз в месяц.

    При почвенном выращивании растения нередко страдают от пересыхания и недостатка кислорода,  в случае переувлажнения. С применением способа гидропоники это совершенно исключено.

     Процедура пересаживания многолетних растений при использовании технологии гидропоники существенно облегчается. Ведь при пересадке их в почву корни в любом случае травмируются, в той или иной степени.

     Благодаря гидропонике можно избежать таких проблем, как вредители и всевозможные разновидности грибков и болезней, которые встречаются у растений, растущих в почве. Вопрос о применении ядохимикатов сам собой отпадает.

     Отпадает необходимость применения новой почвы, что значительно уменьшает затраты на процесс выращивания комнатных растений.

     С практический точки зрения за такими растениями легче ухаживать, нет грязи от земли, нет посторонних запахов, нет вредителей, которые могут завестись в почве, а потом распространиться и на помещение.

  • Минусы применения технологии гидропоники

      Изначально стоимость такого решения будет существенно выше, чем приобретения обычного грунта.

    Нужно вложить немного труда, дабы самостоятельно собрать систему. Это займет немало времени и сил. А ежели приобрести уже готовую систему, то вам придется выложить определенную сумму. Плюс в том, что изначальные затраты и времени и денег окупятся с лихвой, поскольку растение начнет расти в несколько раз быстрее и ухаживать за ним будет намного легче.

    Стереотипы и общественное мнение дают свое. Многие такой способ выращивания растений ассоциируют с искусственным методом с применением химических удобрений – то есть ядохимикатами, которые пагубно влияют на здоровье. Однако такого рода суждения возникают исключительно от незнания того, что такое гидропоника.

  1. 2. Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки

При проведении практической части исследований на первоначальном этапе нам необходимо было определиться с конструкцией гидропонной установки, которою мы с мамой 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. Большой горшок для комнатных растений
  2. Маленький горшок
  3. Керамзит

В маленьком горшке сами сделали достаточно большое количество отверстий, для того, чтобы корни будущего растения могли развиваться.

Составные части установки, порядок ее сборки  и общий вид представлены на рисунке 1.

Дальше мы выбрали субстрат в котором будем выращивать растение.

В качестве субстрата должны использоваться инертные материалы.

Мы выбрали керамзит, так как он обладает следующими положительными свойствами:

1) гигроскопичен

2) долговечен

3) пористый, в нем растение может достаточно долго сохраняет влагу(в системах подпором)

4) после подготовки не меняет pH раствора

Керамзит мы купили в магазине и провели его подготовку. Сначала мы отобрали керамзитный камень размером 3…4 миллиметра, затем обработали его азотной кислотой и несколько раз тщательно промыв высушили. Внешний вид керамзита перед применением показан на рисунке 2.

На следующем этапе исследований мы выбрали растение, которое будем выращивать на гидропонике. Выбор пал на фасоль, так я хотела, не только вырастить растение, но и попробовать на вкус результаты своей работы.

А фасоль я люблю. Сорт фасоли был подобран таким образом, чтобы не возникло проблем с опылением его цветков.

Для предварительного проращивания семян мы использовали традиционный метод: в чашу с водой и ватными дисками поместили фасоль.

Начало эксперимента 14 июнь 2016 г.

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июнь

   15 июнь

    16 июнь

    17 июнь

    18 июнь

   19 июнь

   20

июнь

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

Фото 1: первый день                        Фото 2: второй день

 

     

 

          Фото 3: третий день                           Фото 4: пятый день

                              Фото 5: седьмой день

В ходе эксперимента мы создавали растениям различные условия, чтобы определить их влияние на рост и развитие растения.

Например, часть семян мы предварительно замочили в воде, а другие посадили без  замачивания. Те семена, которые были замочены, дали более ранние и дружные всходы. Таким образом, мы сделали вывод о необходимости воды для роста и  развития растения.          

Также мы заметили, что семена, которые поливали слишком обильно, не проросли, а погибли, в то время как семена, которые поливались умеренно и рыхлились, развивались очень хорошо. Так мы сделали вывод о необходимости воздуха для роста растений.

   Поставив один горшок с семенами в теплое, а другой в прохладное место, мы наблюдали, что в тепле растение развивается намного лучше, а растение в холоде как будто замерло и спит. Значит, тепло также является необходимым условием для развития растения.

В один горшок мы посадили семена редко, а в другой – густо. Мы заметили, что густо посаженные растения получились бледными, слабыми и вытянутыми, а редко посаженные растения имели  ярко-зеленые листья и крепкие стебли. Объяснение этому мы нашли в том, что густо посаженным растениям не хватало солнечного света, так как они затеняли друг друга. Значит, солнечный свет необходим для растений.

Из книг мы узнали, что растения получают питание из почвы. Чем более богата питательными веществами почва, тем лучше развивается и плодоносит растение. Таким образом, наличие плодородной почвы также является необходимым условием для получения хорошего урожая.

После того как семена проросли, мы пересадили их в заранее подготовленный горшок с землей.

 

 

 

 

 

 

Фото 6: посадка в горшок с грунтом

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники

А когда из земли проросли два первых листочка, мы осторожно выкопали растение и промыв корни проточной водой поместили фасоль в горшочек гидропонной установки, аккуратно присыпав корни керамзитом.

        Поместите в ведро земляной ком с корнем растения и замочите на несколько часов водой комнатной температуры.

        По истечению этого времени под водой аккуратно отделите землю и при помощи легкой струи воды комнатной температуры осторожно отмойте корни.

       После очистки расправьте корни к низу и засыпьте их субстратом. При этом не требуется, чтобы растение непосредственно корнями касалось водяного слоя.  Раствор поднимется вверх по капиллярам субстрата и достигнет корней. Через некоторое время растения сами прорастут на необходимую глубину.

      Полейте субстрат сверху обычной водой. Затем залейте воду в сосуд до необходимого уровня и оставьте растение адаптироваться приблизительно на неделю.

     Только после истечения этого периода в воду можно добавлять удобрения.

2.3.  Рецепт для выращивания фасоли на гидропонике

Магний сернокислый 5,37 гр/10литров

Кальций азотнокислый 16,88 гр/10литров

Монокалий фосфат 5,25 гр/10литров

Калий сернокислый 1,25 гр/10литров

Вода 10литров

Приготовить собственноручно раствор для гидропонного метода выращивания, не сложно, и более того это занятие не требует особых навыков и знаний, а рецепты настолько просты что будут понятны даже начинающему садоводу.

     В приготовлении питания для Ваших любимых растений вы можете использовать одно из двух решений:

1.Приготовить питательную смесь компонентов самому после чего растворить ее в подготовленной воде (отстоявшуюся не менее 2-х суток, с отрегулированным уровнем pH). При выборе этого решения Вам придется искать и приобретать все элементы указанные в рецепте самому, далее смешивать их в точных пропорциях для чего Вам просто необходимы весы с диапазоном взвешивания от 0.1 до 500 граммов.

  1. Купить в магазине гидропоники уже готовые удобрения для гидропоники, такие как Flora Series, и Etisso. Если Вы выбрали в качестве питания уже готовые удобрения Вам остается всего, лишь смешать их с нужным количеством воды, согласно инструкции на обратной стороне упаковки (емкости)

2.4. Вода для приготовления растворов

Что касается воды для приготовления раствора, то она должна быть чистой, и не жесткой, а также не должна содержать примесей. Лучше всего подходит для приготовления раствора дистиллированная вода, но если дистиллированную воду найти представляется проблемно, то можно использовать дождевую, из котлована или водопроводную воду, которую необходимо отстоять в темном месте не менее 2-х суток (нейтрализация хлора). Если у Вас из под крана бежит жесткая вода то ее можно смягчить при помощи торфа. Для этого берется торф, из расчета 700г на 10л воды в сетке опускают в емкость с водой и оставляют примерно на 10-12 часов, а лучше оставить на ночь. Профильтрованную от торфяной крошки воду утром можно использовать для приготовления питательного раствора или для полива растений. Еще для смягчения жесткой воды существуют специальные картриджи к фильтрам и таблетки смягчители (pH таблетки).

Немного о приготовлении растворов

    Все необходимые для приготовления растворов соли хранят отдельно в сухом или растворенном виде в закрытой стеклянной посуде. Исключение составляют соли железа, которые необходимо хранить в посуде из темного стекла в сухом виде и растворять только перед употреблением иначе выпадают в осадок.

    Для приготовления питательных растворов все минеральные соли берутся в строго определенных в рецепте количествах, разводятся отдельно в небольшом количестве воды, далее растворяются в резервуаре с подготовленной водой. Смешивание сухих солей НЕ ДОПУСТИМО! Неправильно приготовленный раствор сведет на нет все ваши труды.

    В осенне-зимний период количество азота должно быть минимальным. Зимой, в период покоя, следует использовать питательный раствор в половинной концентрации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

Проанализировав наши наблюдения в ходе эксперимента, и изучив дополнительные материалы по теме проекта, я сделала выводы о необходимых условиях для роста и развития растений:

  • Растению нужна вода. В каждом семени есть запас питательных веществ, небольшая «кладовая». Но семена могут использовать только растворенные в воде питательные вещества. Поэтому когда семена попадают во влажную среду, питательные вещества  растворяются в воде и дают семени силы для роста. 
  • Растению нужен воздух. Как все живое, семя дышит кислородом. А кислород, как известно, содержится в воздухе. Без доступа воздуха растение погибнет.
  • Растению нужно тепло. В тепле все процессы происходят быстрее. А холод не дает семени прорастать. Без тепла растение погружается в спячку и может даже погибнуть.
  • Растению нужен свет. Под действием солнечного света в листьях растений вырабатываются питательные вещества. Листья - это «живые заводы» по производству еды. В них содержится клейкое зеленое вещество – хлорофилл. С его помощью растения вырабатывают себе пищу. Она похожа на сладковатый сок и называется живицей. Поступая во все части растения, живица питает его и дает силы для роста. Образование питательных соков в листьях растений называется фотосинтезом.
  • Растение получает питательные вещества из почвы. Корни растения вытягивают из почвы воду и минеральные вещества. Если почва бедная, то растение хуже развивается и плодоносит. Поэтому люди вносят в почву удобрения, чтобы получать хороший урожай.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Ученые убеждены: сегодня нереально вырастить экологически чистый продукт в открытом грунте. Тут нужна гидропоника: ведь промышленные примеси, загрязняющие внешнюю среду, обнаруживаются даже в начисто лишенной индустрии Гренландии! Технику в таком хозяйстве тоже использовать нежелательно, чтобы не вносить в почву бензин и машинное масло - допускается только ручной труд или механизмы, работающие на электричестве.

Овощи и фрукты, произведенные с соблюдением этих условий, имеют давно забытый нами натуральный вкус и аромат, не идущий ни в какое сравнение с ощущением на языке, которое оставляют "пластмассовая" клубника и "восковые" яблоки из супермаркета. Экологически чистые овощи и фрукты никогда не замораживают и не пичкают консервантами, поэтому они, как правило, долго не хранятся: такую еду доставляют обычно потребителю домой в свежем виде.

     Я многое узнала о гидропонике. В начале были неудачи. У меня не получалось. Но поняв причину своих неудач, все же я продолжаю эту работу. Очень интересная и увлекательная тема.

Хочу в дальнейшем больше изучить литературу и углубить свои знания.

Всем организаторам большое спасибо за такой конкурс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

  1. http://www.unesco.org/most/
  2. http://www.macfound.ru/
  3. http://www.unfpa.org/
  4. Гидропоника для любителей. Зальцер Э. Перевод с немецкого М.П.Чумакова, издательство "Колос" 1965 год Москва.
  5. Алиев Э.А. "Выращивание овощей в гидропонных теплицах".
  6. Чесноков В.А., Базырина Е.Н. и др., "Выращивание растений без почвы".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения

 

Так прорастают семена фасоли                     Строение семя фасоли

 

 

 

Процесс фотосинтеза                                          Бобы фасоли

 

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июня

   15 июня

    16 июня

    18 июня

    21 июня

   23 июня

   25

июня

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

 

   

                  14.06.16 г.                                18.06.16 г.

                 .

                 21.06.16 г.                                                23.06.16 г

       

                                                        30.06.16 г.

 

                                                    Посадка в грунт

 

 

 

 

 

 

                   Посадка в грунт

 

 

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               Исследовательская работа

«Беспочвенное выращивание растений»

 

 

 

 

 

 

 

Автор:

Утегалиева Анита Ришатовна

4 «б» класс, Володарский район,

с.Сизый Бугор

Научный руководитель:

Утегалиева Эльмира Махсутовна,

учитель биологии

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Астрахань 2016

                                                            

 

Содержание

 

Введение ………………………………………………….……………….. 3

  • Теоретическая часть
    • Новые знания…………………………………………………………6
    • Условия роста и развития растений ……………………………….9
    • Интересные факты о фасоли………………………………………...9
    • Минеральное питание растений…………………………………….10
    • Основные признаки недостаточности питательных элементов…..10
    • Преимущества гидропонного метода выращивания растений……11
    • Минусы применения технологии гидропоники……………………12

  2) Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки……………………………….12

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники……...16

2.3. Рецепт для выращивания фасоли………………………………………17

2.4. Вода для приготовления растворов……………………………………17

Выводы……………………………………………………………….............19

Заключение…………………………………………………………………..20

Список литературы………………………………………………………….21

Приложения………………………………………………………………….22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 Актуальность

Человек издавна пытается обеспечить себя продуктами питания, создавая искусственные условия для выращивания растений. Люди уже умели управлять температурными режимами выращивания роз и овощей в особых ямах. Люди шаг за шагом познавали секреты плодородия почв. Итог этих исследований парадоксален: возникла мысль полностью отказаться от почвы! В начале XX в. в России опыт с водными культурами в широких масштабах проводил К.А.Тимирязев. Этот метод называется гидропоникой. Благодаря этому методу можно довести растение до полного созревания семян. В результате можно установить, как будут развиваться растения в разных условиях. Использование беспочвенного метода выращивания растений позволит обеспечить людей продуктами питания в разных природно-климатических условиях.

     Проблема исследования: Выращивание растений на минеральных растворах.

     Цель: 

  • Выяснить, какие условия нужны для роста и хорошего развития фасоли
  • Узнать новое и интересное из жизни растений расширить свой кругозор
  • Пополнить свой словарный запас.

 

    Задачи:  

  1. изучить литературу по данной теме;
  2. сделать сравнительный анализ уже существующих способов выращивания растений на беспочвенных средах;
  3. провести эксперимент по изучению наиболее оптимального минерального состава для выращивания растений;
  4. выяснить, как влияют  различные минеральные вещества на рост и развитие растений;
  5. проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Объект исследования: минеральное питание растений.

Предмет исследования: выращивание фасоли на беспочвенных средах.

Методы исследования: анализ литературы по изучаемой теме, сравнение,  эксперимент.

Исследовательская   работа   рассчитана  на  повышение  и расширение уровня знаний по биологии.

Гипотеза: На правильно подобранных питательных средах можно выращивать растения без почвы.

 

Результат исследования:

Начало работы:  июнь 2016 года.

Завершение работы:  сентябрь 2016 года

      Выращивание растений и наблюдение за ними – очень увлекательный и познавательный процесс. Развитие растения от прорастания семечка до появления первых цветов или плодов – это волшебство природы. Требуется много времени и терпения, прежде чем вырастет полноценное растение.

Так прорастают семена фасоли:

 

        Я выбрала эту тему проекта потому, что мне хотелось выяснить, что надо сделать, чтобы свершилось это чудо природы – превращение маленького семечка во взрослое растение.

Растение начинает свою жизнь с семени. Крошечное семечко попадает в землю, оно начинает расти, появляются корень и росток, затем листья, цветы и плоды. Число бедных и голодных в мире в ближайшие годы будет стремительно расти. Нехватка продуктов или их непомерная стоимость вызвали уже десятки бунтов в разных странах мира. Эксперты предполагают, что именно еда может стать более важным фактором мировой политики, чем энергоресурсы.

Цены на продовольствие  только расти. Схожая ситуация в десятках стран. Где-то уже гибнут люди, где-то еще пытаются что-то придумать.

Наши земельные ресурсы огромны. И несмотря на то, что в целом климат нашей страны для сельского хозяйства - не лучший (дефицит тепла, либо дефицит влаги), при умелом подборе культур можно прокормить огромное количество людей.

Однако существует ряд объективных проблем, которые сильно затрудняют, а в ряде случаев вообще не позволяют увеличить производство продовольствия в России.

Для начала, большая часть плодородной земли уже используется, и фермерам приходится отвоевывать у природы все больше территорий, на которых мало что растет. Земля нередко отвечает тем, что отбирает хорошие земли: только за последние полвека из-за деградации почв производительность сельского хозяйства сократилась.

Многие пестициды, благодаря которым увеличивается урожайность, теряют эффективность: насекомые вырабатывают к ним иммунитет.

Еще один важнейший сдерживающий элемент - вода. 17% всех посевных угодий в России орошаются искусственно; на них выращивается от 30 до 40% всего урожая, однако во многих областях страны все больше заявляет о себе водный дефицит.

Ученые биотехнологии России в принципе могут предложить вторую зеленую революцию, к примеру, за счет выведения устойчивых к засухе растений или сортов, не боящихся грызунов и насекомых.

Еще одна проблема – нерациональность использования площадей. Всего для выращивания урожаев и выпаса скота мы используем лишь около 12% всей площади страны. Для этого мы уже вырубили треть всего леса в России и распахали четверть всех природных лугов. Еще несколько сотен тысяч гектаров занимают городские и застроенные зоны.

Кроме того учитывая большую протяженность территории нашей страны очень остро стоит проблема транспортировки выращенного урожая до потребителя.

Все вышеперечисленное ставит под сомнение возможность решения в ближайшем будущем проблемы обеспечения продовольственной безопасности, стоящей перед человечеством, путем развития традиционного промышленного сельского хозяйства.

В настоящее время на гидропонике выращивают, в основном, фрукты и ягоды, а также некоторые виды овощей.

 

 

 

  • Теоретическая часть
    • Новые знания

Работая над проектом, я узнала много нового о растениях. Я узнала, как устроено семя. Оно состоит из семенной кожуры, семядолей и зародыша. Семенная кожура защищает семя от повреждений и высыхания. В семядолях содержатся питательные вещества для зародыша. А зародыш дает жизнь новому растению.

Я узнала, что такое процесс фотосинтеза. Фотосинтез  происходит в листьях растений . Углекислый газ, содержащийся в воздухе, проникает в лист. Вода и минеральные вещества поступают из почвы в корни и дальше по стеблям в листья растения. В листьях есть зеленый пигмент хлорофилл, который поглощает солнечный свет. Под действием солнечного света в листьях начинаются химические превращения. Из углекислого газа, воды и минеральных веществ растение само создает себе пищу и поэтому растет. А самое главное, что в процессе этих химических превращений растение выделяет кислород, который необходим всем нам для дыхания. Без кислорода все живое погибнет. Поэтому фотосинтез – это процесс, от которого зависит вся жизнь на Земле

Гидропоника - это обобщенный термин, означающий один из методов культивирования растений без почвы на питательных растворах, содержащих полный набор необходимых для роста и развития веществ в необходимой концентрации и доступной растению форме. При этом необходимо создать благоприятные условия для развития корней и питания растения. Для этого нужно обеспечить контакт корней с питательным раствором и постоянный доступ к корням воздуха, а также создать оптимальную влажность в пространстве между питательным раствором и основанием корней, так как при недостатке влаги они быстро засохнут.

Различают три основных метода выращивания растений на питательных растворах:

- водная культура - собственно, гидропоника;

- субстратная культура - гидрокультура;

- воздушная культура - аэропоника.

Гидропоника или водная культура - это метод выращивания, при котором растение укореняется в тонком слое органического субстрата (торф, мох и т.п.), уложенного на сетчатую основу, опущенную в поддон с питательным раствором.

Корни растений через субстрат и отверстия основы опускаются в раствор, питая растение. Этот метод самый старый, но не самый лучший. При гидропонном способе выращивания растений сложность представляет аэрация корней, так как содержащегося в питательном растворе кислорода растению не достаточно, и корневую систему растения полностью погрузить в раствор нельзя. Для обеспечения дыхания корней между раствором и основой оставляют воздушное пространство для молодых растений 3см, для взрослых - 6см. При этом необходимо позаботиться о поддержании повышенной влажности воздуха в этом пространстве, иначе корни быстро засохнут. Питательный раствор заменяется раз в месяц.

Для выращивания растений методом водной культуры нужен специальный гидропонный горшок, который можно изготовить и самостоятельно.

Считается, что беспочвенные методы культивирования растений, гидропоника – детище современных технологий. Это технологии будущего, успешно разрабатываемые в разных странах, но стоит вспомнить пословицу: новое – хорошо забытое старое.

Но, даже в то далекое время гидропонные методы не являлись абсолютным новшеством. Конечно с натяжкой, но их можно назвать гидропонными. Первый, кто задумался о том, как питаются растения – Аристотель. Во всяком случае, его перу принадлежат работы, где он пытался объяснить сей процесс. Аристотель утверждал, что растения получают необходимую пищу в конечной (уже органической) форме, затрагивая этот вопрос лишь по способу перемещения веществ по стволу растения. Затем на многие столетия в изучении питания растений наступила пауза, пока этим вопросом не стал экспериментально заниматься голландский учёный Иоганн Баптист Ван Гельмонт (1575 – 1642). Он первый решил выяснить, чем питаются и откуда берут себе пищу растения. Гельмонт решил провести опыт: набил в бочку ровно 200 фунтов (1 фунт – 453.6 г) тщательно просеянной и высушенной почвы, затем посадил туда ветвь ивы, весившую пять фунтов. В течение пяти лет он внимательно следил за чистотой эксперимента, не позволял букашкам и даже пыли попасть в почву. Поливал иву исключительно дождевой водой. По истечении указанного срока он взвесил выросшее растение, результат его поразил: вес ивы увеличился на 164 фунта, когда вес почвы - уменьшился лишь на две унции (1 унция – 28. 35 г). Естественно, объяснил он это совершенно неправильно, сделав вывод, что необходимые растению вещества были получены только из воды, не приняв во внимание роль углекислого газа и тех двух унций почвы. Хотя для уровня науки того времени – это простительно. Хорошо уже то, что он поднял вопрос питания растений .

Беркли проводил обширные опыты вне помещений, о которых он впервые сообщил в 1929 г. Им разработана теория “гидропоники”, или водных культур (по аналогии с “геопоникой” - греческим термином для почвенных культур), и он утверждал, что выращивание растений без почвы в широких масштабах вполне осуществимо и целесообразно. Его опыты показали возможность выращивания различных растений в больших количествах в корытах, наполненных питательным раствором.

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 сообщения послевоенной прессы, в качестве первооткрывателя метода беспочвенного выращивания растений, большей частью фигурирует лишь профессор Геррике.

  • Условия роста и развития растений

На уроках биологии мы познакомились с разными способами получения знаний:

Наблюдение                                                                      

Экспериментирование (практическая работа)

Получение информации из книг

Исследование начинается с выдвижения гипотезы. Мы предположили, что растениям для роста и развития необходимы:

Вода

Свет

Тепло

Воздух

Пища

  • Интересные факты о фасоли

Фасоль относится к семейству бобовых. Плоды бобовых растений называют бобами. Боб состоит из двух створок, между которыми лежат семена. Мы называем эти плоды стручками. У одних растений бобы маленькие — 1—2 мм, у других — более 1 м.

Люди употребляли в пищу бобовые растения с очень давних времен. При раскопках древних поселений ученые-археологи нередко находят  обугленные зерна бобов. Сейчас на полях и в огородах выращивают бобовые растения: горох, бобы, фасоль, сою, чечевицу. Их едят люди. А на корм животным высевают кормовые бобовые травы — клевер, вику, люцерну. Сеют бобовые растения обычно ранней весной. Урожай бывает богатый: посеешь одно зернышко, соберешь 100—150.

Бобы часто называют растительным мясом: в них  много белка. Бобовые растения важны для земледелия. На их корнях образуются маленькие клубеньки, в которых живут особые бактерии, усваивающие азот из воздуха. Вот почему после бобовых в почве остается много азота. Он очень полезен пшенице, кукурузе и многим другим растениям, которые потом будут посеяны на том же поле. Из стеблей и листьев готовят сено, питательный силос, который любят коровы, овцы, свиньи. Среди бобовых также много растений, дающих ценное сырье, краски, лекарства. А душистый горошек, многолетний люпин с яркими цветками украшают наши клумбы.

  • Минеральное питание растений

Растение своей корневой системой поглощает из почвенных растворов и затем усваивает необходимые ему минеральные вещества. Для всех растений абсолютно необходимы 13 элементов, которые принимают участие в обмене веществ: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, марганец, медь, цинк, бор, молибден, хлор. При полном отсутствии в почве одного из этих элементов происходят резкие изменения основных жизненных функций растений - тормозится рост, нарушается нормальный ход фотосинтеза. Азот, фосфор, калий, кальций, сера и магний содержатся в растениях в значительных количествах и называются макроэлементами (от греческого слова «макрос» - большой), остальные - в ничтожных количествах и называются микроэлементами (от греческого слова «микрос» - маленький), но и они очень важны для растения.

Ряду растений нужны и другие элементы, не они не абсолютно необходимы им. Так, ничтожные количества кобальта усиливают рост сои, повышают содержание хлорофилла в листьях и витамина В12 в клубеньках, которые образуются на корнях растения, что очень важно для жизнедеятельности клубеньковых бактерий, обогащающих почву азотом.

Знать физиологическую роль необходимых для растения элементов, механизм их поглощения и передвижения в растении очень важно для того, чтобы правильно применять удобрения и получать высокие урожаи.

Нужно уметь своевременно заметить нехватку того или иного элемента в почве. Обеспеченность почвы минеральными элементами можно определить путем химического анализа почвы, а также самих растений. Недостаток питательных веществ (или их избыток) можно заметить и простым глазом по изменению окраски листьев, их формы, резкому замедлению роста и развития растений, если, конечно, они не вызваны другими причинами: вредителями, болезнями, засухой, холодом.

 

  • Основные признаки недостаточности питательных элементов

При нехватке азота (N) у растений - бледно-зеленая окраска и пожелтение листьев, слабый рост и раннее опадание листьев. Если мало фосфора (P) - темно-зеленая или голубоватая окраска листьев; появляются красные, пурпурные оттенки; темный, иногда почти черный цвет засыхающих листьев. При недостатке калия (K) - пожелтение или побурение листьев, отмирание ткани либо закручивание книзу краев листа, морщинистость листьев.

Чтобы восполнить недостаток тех или иных веществ в почве, в нее вносят в виде подкормок соответствующие удобрения, в том числе и специальные микроудобрения, содержащие микроэлементы.

 

  • Преимущества гидропонного метода выращивания растений:

     При применении настоящего способа существенно поднимается  урожайность плодовых  растений. Интенсивное цветение декоративных растений также доказывает положительное влияние гидропоники на их рост. Этот метод помогает снабдить растение всеми необходимыми ему полезными веществами. Оно растет крепким и здоровым, причем гораздо быстрее, чем в почве.

     Растение не накапливает вредных и пагубно влияющих на человеческий организм элементов, содержащихся в почве. Как правило, это ядовитые органические соединения, избыток нитратов, радионуклиды, тяжелые металлы и прочие. Особенно это актуально для плодовых растений. Ведь при использовании метода гидропоники растения получают только лишь полезные вещества.

     Растения не нуждаются в ежедневном поливе. И расход воды при гидропонике гораздо проще контролировать. Каждое растение требует исключительно индивидуального подхода. В зависимости от системы выращивания и объема емкости необходимо систематически доливать воду – одному растению раз в три дня, другому раз в месяц.

    При почвенном выращивании растения нередко страдают от пересыхания и недостатка кислорода,  в случае переувлажнения. С применением способа гидропоники это совершенно исключено.

     Процедура пересаживания многолетних растений при использовании технологии гидропоники существенно облегчается. Ведь при пересадке их в почву корни в любом случае травмируются, в той или иной степени.

     Благодаря гидропонике можно избежать таких проблем, как вредители и всевозможные разновидности грибков и болезней, которые встречаются у растений, растущих в почве. Вопрос о применении ядохимикатов сам собой отпадает.

     Отпадает необходимость применения новой почвы, что значительно уменьшает затраты на процесс выращивания комнатных растений.

     С практический точки зрения за такими растениями легче ухаживать, нет грязи от земли, нет посторонних запахов, нет вредителей, которые могут завестись в почве, а потом распространиться и на помещение.

  • Минусы применения технологии гидропоники

      Изначально стоимость такого решения будет существенно выше, чем приобретения обычного грунта.

    Нужно вложить немного труда, дабы самостоятельно собрать систему. Это займет немало времени и сил. А ежели приобрести уже готовую систему, то вам придется выложить определенную сумму. Плюс в том, что изначальные затраты и времени и денег окупятся с лихвой, поскольку растение начнет расти в несколько раз быстрее и ухаживать за ним будет намного легче.

    Стереотипы и общественное мнение дают свое. Многие такой способ выращивания растений ассоциируют с искусственным методом с применением химических удобрений – то есть ядохимикатами, которые пагубно влияют на здоровье. Однако такого рода суждения возникают исключительно от незнания того, что такое гидропоника.

  1. 2. Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки

При проведении практической части исследований на первоначальном этапе нам необходимо было определиться с конструкцией гидропонной установки, которою мы с мамой 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. Большой горшок для комнатных растений
  2. Маленький горшок
  3. Керамзит

В маленьком горшке сами сделали достаточно большое количество отверстий, для того, чтобы корни будущего растения могли развиваться.

Составные части установки, порядок ее сборки  и общий вид представлены на рисунке 1.

Дальше мы выбрали субстрат в котором будем выращивать растение.

В качестве субстрата должны использоваться инертные материалы.

Мы выбрали керамзит, так как он обладает следующими положительными свойствами:

1) гигроскопичен

2) долговечен

3) пористый, в нем растение может достаточно долго сохраняет влагу(в системах подпором)

4) после подготовки не меняет pH раствора

Керамзит мы купили в магазине и провели его подготовку. Сначала мы отобрали керамзитный камень размером 3…4 миллиметра, затем обработали его азотной кислотой и несколько раз тщательно промыв высушили. Внешний вид керамзита перед применением показан на рисунке 2.

На следующем этапе исследований мы выбрали растение, которое будем выращивать на гидропонике. Выбор пал на фасоль, так я хотела, не только вырастить растение, но и попробовать на вкус результаты своей работы.

А фасоль я люблю. Сорт фасоли был подобран таким образом, чтобы не возникло проблем с опылением его цветков.

Для предварительного проращивания семян мы использовали традиционный метод: в чашу с водой и ватными дисками поместили фасоль.

Начало эксперимента 14 июнь 2016 г.

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июнь

   15 июнь

    16 июнь

    17 июнь

    18 июнь

   19 июнь

   20

июнь

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

Фото 1: первый день                        Фото 2: второй день

 

     

 

          Фото 3: третий день                           Фото 4: пятый день

                              Фото 5: седьмой день

В ходе эксперимента мы создавали растениям различные условия, чтобы определить их влияние на рост и развитие растения.

Например, часть семян мы предварительно замочили в воде, а другие посадили без  замачивания. Те семена, которые были замочены, дали более ранние и дружные всходы. Таким образом, мы сделали вывод о необходимости воды для роста и  развития растения.          

Также мы заметили, что семена, которые поливали слишком обильно, не проросли, а погибли, в то время как семена, которые поливались умеренно и рыхлились, развивались очень хорошо. Так мы сделали вывод о необходимости воздуха для роста растений.

   Поставив один горшок с семенами в теплое, а другой в прохладное место, мы наблюдали, что в тепле растение развивается намного лучше, а растение в холоде как будто замерло и спит. Значит, тепло также является необходимым условием для развития растения.

В один горшок мы посадили семена редко, а в другой – густо. Мы заметили, что густо посаженные растения получились бледными, слабыми и вытянутыми, а редко посаженные растения имели  ярко-зеленые листья и крепкие стебли. Объяснение этому мы нашли в том, что густо посаженным растениям не хватало солнечного света, так как они затеняли друг друга. Значит, солнечный свет необходим для растений.

Из книг мы узнали, что растения получают питание из почвы. Чем более богата питательными веществами почва, тем лучше развивается и плодоносит растение. Таким образом, наличие плодородной почвы также является необходимым условием для получения хорошего урожая.

После того как семена проросли, мы пересадили их в заранее подготовленный горшок с землей.

 

 

 

 

 

 

Фото 6: посадка в горшок с грунтом

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники

А когда из земли проросли два первых листочка, мы осторожно выкопали растение и промыв корни проточной водой поместили фасоль в горшочек гидропонной установки, аккуратно присыпав корни керамзитом.

        Поместите в ведро земляной ком с корнем растения и замочите на несколько часов водой комнатной температуры.

        По истечению этого времени под водой аккуратно отделите землю и при помощи легкой струи воды комнатной температуры осторожно отмойте корни.

       После очистки расправьте корни к низу и засыпьте их субстратом. При этом не требуется, чтобы растение непосредственно корнями касалось водяного слоя.  Раствор поднимется вверх по капиллярам субстрата и достигнет корней. Через некоторое время растения сами прорастут на необходимую глубину.

      Полейте субстрат сверху обычной водой. Затем залейте воду в сосуд до необходимого уровня и оставьте растение адаптироваться приблизительно на неделю.

     Только после истечения этого периода в воду можно добавлять удобрения.

2.3.  Рецепт для выращивания фасоли на гидропонике

Магний сернокислый 5,37 гр/10литров

Кальций азотнокислый 16,88 гр/10литров

Монокалий фосфат 5,25 гр/10литров

Калий сернокислый 1,25 гр/10литров

Вода 10литров

Приготовить собственноручно раствор для гидропонного метода выращивания, не сложно, и более того это занятие не требует особых навыков и знаний, а рецепты настолько просты что будут понятны даже начинающему садоводу.

     В приготовлении питания для Ваших любимых растений вы можете использовать одно из двух решений:

1.Приготовить питательную смесь компонентов самому после чего растворить ее в подготовленной воде (отстоявшуюся не менее 2-х суток, с отрегулированным уровнем pH). При выборе этого решения Вам придется искать и приобретать все элементы указанные в рецепте самому, далее смешивать их в точных пропорциях для чего Вам просто необходимы весы с диапазоном взвешивания от 0.1 до 500 граммов.

  1. Купить в магазине гидропоники уже готовые удобрения для гидропоники, такие как Flora Series, и Etisso. Если Вы выбрали в качестве питания уже готовые удобрения Вам остается всего, лишь смешать их с нужным количеством воды, согласно инструкции на обратной стороне упаковки (емкости)

2.4. Вода для приготовления растворов

Что касается воды для приготовления раствора, то она должна быть чистой, и не жесткой, а также не должна содержать примесей. Лучше всего подходит для приготовления раствора дистиллированная вода, но если дистиллированную воду найти представляется проблемно, то можно использовать дождевую, из котлована или водопроводную воду, которую необходимо отстоять в темном месте не менее 2-х суток (нейтрализация хлора). Если у Вас из под крана бежит жесткая вода то ее можно смягчить при помощи торфа. Для этого берется торф, из расчета 700г на 10л воды в сетке опускают в емкость с водой и оставляют примерно на 10-12 часов, а лучше оставить на ночь. Профильтрованную от торфяной крошки воду утром можно использовать для приготовления питательного раствора или для полива растений. Еще для смягчения жесткой воды существуют специальные картриджи к фильтрам и таблетки смягчители (pH таблетки).

Немного о приготовлении растворов

    Все необходимые для приготовления растворов соли хранят отдельно в сухом или растворенном виде в закрытой стеклянной посуде. Исключение составляют соли железа, которые необходимо хранить в посуде из темного стекла в сухом виде и растворять только перед употреблением иначе выпадают в осадок.

    Для приготовления питательных растворов все минеральные соли берутся в строго определенных в рецепте количествах, разводятся отдельно в небольшом количестве воды, далее растворяются в резервуаре с подготовленной водой. Смешивание сухих солей НЕ ДОПУСТИМО! Неправильно приготовленный раствор сведет на нет все ваши труды.

    В осенне-зимний период количество азота должно быть минимальным. Зимой, в период покоя, следует использовать питательный раствор в половинной концентрации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

Проанализировав наши наблюдения в ходе эксперимента, и изучив дополнительные материалы по теме проекта, я сделала выводы о необходимых условиях для роста и развития растений:

  • Растению нужна вода. В каждом семени есть запас питательных веществ, небольшая «кладовая». Но семена могут использовать только растворенные в воде питательные вещества. Поэтому когда семена попадают во влажную среду, питательные вещества  растворяются в воде и дают семени силы для роста. 
  • Растению нужен воздух. Как все живое, семя дышит кислородом. А кислород, как известно, содержится в воздухе. Без доступа воздуха растение погибнет.
  • Растению нужно тепло. В тепле все процессы происходят быстрее. А холод не дает семени прорастать. Без тепла растение погружается в спячку и может даже погибнуть.
  • Растению нужен свет. Под действием солнечного света в листьях растений вырабатываются питательные вещества. Листья - это «живые заводы» по производству еды. В них содержится клейкое зеленое вещество – хлорофилл. С его помощью растения вырабатывают себе пищу. Она похожа на сладковатый сок и называется живицей. Поступая во все части растения, живица питает его и дает силы для роста. Образование питательных соков в листьях растений называется фотосинтезом.
  • Растение получает питательные вещества из почвы. Корни растения вытягивают из почвы воду и минеральные вещества. Если почва бедная, то растение хуже развивается и плодоносит. Поэтому люди вносят в почву удобрения, чтобы получать хороший урожай.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Ученые убеждены: сегодня нереально вырастить экологически чистый продукт в открытом грунте. Тут нужна гидропоника: ведь промышленные примеси, загрязняющие внешнюю среду, обнаруживаются даже в начисто лишенной индустрии Гренландии! Технику в таком хозяйстве тоже использовать нежелательно, чтобы не вносить в почву бензин и машинное масло - допускается только ручной труд или механизмы, работающие на электричестве.

Овощи и фрукты, произведенные с соблюдением этих условий, имеют давно забытый нами натуральный вкус и аромат, не идущий ни в какое сравнение с ощущением на языке, которое оставляют "пластмассовая" клубника и "восковые" яблоки из супермаркета. Экологически чистые овощи и фрукты никогда не замораживают и не пичкают консервантами, поэтому они, как правило, долго не хранятся: такую еду доставляют обычно потребителю домой в свежем виде.

     Я многое узнала о гидропонике. В начале были неудачи. У меня не получалось. Но поняв причину своих неудач, все же я продолжаю эту работу. Очень интересная и увлекательная тема.

Хочу в дальнейшем больше изучить литературу и углубить свои знания.

Всем организаторам большое спасибо за такой конкурс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

  1. http://www.unesco.org/most/
  2. http://www.macfound.ru/
  3. http://www.unfpa.org/
  4. Гидропоника для любителей. Зальцер Э. Перевод с немецкого М.П.Чумакова, издательство "Колос" 1965 год Москва.
  5. Алиев Э.А. "Выращивание овощей в гидропонных теплицах".
  6. Чесноков В.А., Базырина Е.Н. и др., "Выращивание растений без почвы".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения

 

Так прорастают семена фасоли                     Строение семя фасоли

 

 

 

Процесс фотосинтеза                                          Бобы фасоли

 

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июня

   15 июня

    16 июня

    18 июня

    21 июня

   23 июня

   25

июня

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

 

   

                  14.06.16 г.                                18.06.16 г.

                 .

                 21.06.16 г.                                                23.06.16 г

       

                                                        30.06.16 г.

 

                                                    Посадка в грунт

 

 

 

 

 

 

                   Посадка в грунт

 

 

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               Исследовательская работа

«Беспочвенное выращивание растений»

 

 

 

 

 

 

 

Автор:

Утегалиева Анита Ришатовна

4 «б» класс, Володарский район,

с.Сизый Бугор

Научный руководитель:

Утегалиева Эльмира Махсутовна,

учитель биологии

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Астрахань 2016

                                                            

 

Содержание

 

Введение ………………………………………………….……………….. 3

  • Теоретическая часть
    • Новые знания…………………………………………………………6
    • Условия роста и развития растений ……………………………….9
    • Интересные факты о фасоли………………………………………...9
    • Минеральное питание растений…………………………………….10
    • Основные признаки недостаточности питательных элементов…..10
    • Преимущества гидропонного метода выращивания растений……11
    • Минусы применения технологии гидропоники……………………12

  2) Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки……………………………….12

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники……...16

2.3. Рецепт для выращивания фасоли………………………………………17

2.4. Вода для приготовления растворов……………………………………17

Выводы……………………………………………………………….............19

Заключение…………………………………………………………………..20

Список литературы………………………………………………………….21

Приложения………………………………………………………………….22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 Актуальность

Человек издавна пытается обеспечить себя продуктами питания, создавая искусственные условия для выращивания растений. Люди уже умели управлять температурными режимами выращивания роз и овощей в особых ямах. Люди шаг за шагом познавали секреты плодородия почв. Итог этих исследований парадоксален: возникла мысль полностью отказаться от почвы! В начале XX в. в России опыт с водными культурами в широких масштабах проводил К.А.Тимирязев. Этот метод называется гидропоникой. Благодаря этому методу можно довести растение до полного созревания семян. В результате можно установить, как будут развиваться растения в разных условиях. Использование беспочвенного метода выращивания растений позволит обеспечить людей продуктами питания в разных природно-климатических условиях.

     Проблема исследования: Выращивание растений на минеральных растворах.

     Цель: 

  • Выяснить, какие условия нужны для роста и хорошего развития фасоли
  • Узнать новое и интересное из жизни растений расширить свой кругозор
  • Пополнить свой словарный запас.

 

    Задачи:  

  1. изучить литературу по данной теме;
  2. сделать сравнительный анализ уже существующих способов выращивания растений на беспочвенных средах;
  3. провести эксперимент по изучению наиболее оптимального минерального состава для выращивания растений;
  4. выяснить, как влияют  различные минеральные вещества на рост и развитие растений;
  5. проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Объект исследования: минеральное питание растений.

Предмет исследования: выращивание фасоли на беспочвенных средах.

Методы исследования: анализ литературы по изучаемой теме, сравнение,  эксперимент.

Исследовательская   работа   рассчитана  на  повышение  и расширение уровня знаний по биологии.

Гипотеза: На правильно подобранных питательных средах можно выращивать растения без почвы.

 

Результат исследования:

Начало работы:  июнь 2016 года.

Завершение работы:  сентябрь 2016 года

      Выращивание растений и наблюдение за ними – очень увлекательный и познавательный процесс. Развитие растения от прорастания семечка до появления первых цветов или плодов – это волшебство природы. Требуется много времени и терпения, прежде чем вырастет полноценное растение.

Так прорастают семена фасоли:

 

        Я выбрала эту тему проекта потому, что мне хотелось выяснить, что надо сделать, чтобы свершилось это чудо природы – превращение маленького семечка во взрослое растение.

Растение начинает свою жизнь с семени. Крошечное семечко попадает в землю, оно начинает расти, появляются корень и росток, затем листья, цветы и плоды. Число бедных и голодных в мире в ближайшие годы будет стремительно расти. Нехватка продуктов или их непомерная стоимость вызвали уже десятки бунтов в разных странах мира. Эксперты предполагают, что именно еда может стать более важным фактором мировой политики, чем энергоресурсы.

Цены на продовольствие  только расти. Схожая ситуация в десятках стран. Где-то уже гибнут люди, где-то еще пытаются что-то придумать.

Наши земельные ресурсы огромны. И несмотря на то, что в целом климат нашей страны для сельского хозяйства - не лучший (дефицит тепла, либо дефицит влаги), при умелом подборе культур можно прокормить огромное количество людей.

Однако существует ряд объективных проблем, которые сильно затрудняют, а в ряде случаев вообще не позволяют увеличить производство продовольствия в России.

Для начала, большая часть плодородной земли уже используется, и фермерам приходится отвоевывать у природы все больше территорий, на которых мало что растет. Земля нередко отвечает тем, что отбирает хорошие земли: только за последние полвека из-за деградации почв производительность сельского хозяйства сократилась.

Многие пестициды, благодаря которым увеличивается урожайность, теряют эффективность: насекомые вырабатывают к ним иммунитет.

Еще один важнейший сдерживающий элемент - вода. 17% всех посевных угодий в России орошаются искусственно; на них выращивается от 30 до 40% всего урожая, однако во многих областях страны все больше заявляет о себе водный дефицит.

Ученые биотехнологии России в принципе могут предложить вторую зеленую революцию, к примеру, за счет выведения устойчивых к засухе растений или сортов, не боящихся грызунов и насекомых.

Еще одна проблема – нерациональность использования площадей. Всего для выращивания урожаев и выпаса скота мы используем лишь около 12% всей площади страны. Для этого мы уже вырубили треть всего леса в России и распахали четверть всех природных лугов. Еще несколько сотен тысяч гектаров занимают городские и застроенные зоны.

Кроме того учитывая большую протяженность территории нашей страны очень остро стоит проблема транспортировки выращенного урожая до потребителя.

Все вышеперечисленное ставит под сомнение возможность решения в ближайшем будущем проблемы обеспечения продовольственной безопасности, стоящей перед человечеством, путем развития традиционного промышленного сельского хозяйства.

В настоящее время на гидропонике выращивают, в основном, фрукты и ягоды, а также некоторые виды овощей.

 

 

 

  • Теоретическая часть
    • Новые знания

Работая над проектом, я узнала много нового о растениях. Я узнала, как устроено семя. Оно состоит из семенной кожуры, семядолей и зародыша. Семенная кожура защищает семя от повреждений и высыхания. В семядолях содержатся питательные вещества для зародыша. А зародыш дает жизнь новому растению.

Я узнала, что такое процесс фотосинтеза. Фотосинтез  происходит в листьях растений . Углекислый газ, содержащийся в воздухе, проникает в лист. Вода и минеральные вещества поступают из почвы в корни и дальше по стеблям в листья растения. В листьях есть зеленый пигмент хлорофилл, который поглощает солнечный свет. Под действием солнечного света в листьях начинаются химические превращения. Из углекислого газа, воды и минеральных веществ растение само создает себе пищу и поэтому растет. А самое главное, что в процессе этих химических превращений растение выделяет кислород, который необходим всем нам для дыхания. Без кислорода все живое погибнет. Поэтому фотосинтез – это процесс, от которого зависит вся жизнь на Земле

Гидропоника - это обобщенный термин, означающий один из методов культивирования растений без почвы на питательных растворах, содержащих полный набор необходимых для роста и развития веществ в необходимой концентрации и доступной растению форме. При этом необходимо создать благоприятные условия для развития корней и питания растения. Для этого нужно обеспечить контакт корней с питательным раствором и постоянный доступ к корням воздуха, а также создать оптимальную влажность в пространстве между питательным раствором и основанием корней, так как при недостатке влаги они быстро засохнут.

Различают три основных метода выращивания растений на питательных растворах:

- водная культура - собственно, гидропоника;

- субстратная культура - гидрокультура;

- воздушная культура - аэропоника.

Гидропоника или водная культура - это метод выращивания, при котором растение укореняется в тонком слое органического субстрата (торф, мох и т.п.), уложенного на сетчатую основу, опущенную в поддон с питательным раствором.

Корни растений через субстрат и отверстия основы опускаются в раствор, питая растение. Этот метод самый старый, но не самый лучший. При гидропонном способе выращивания растений сложность представляет аэрация корней, так как содержащегося в питательном растворе кислорода растению не достаточно, и корневую систему растения полностью погрузить в раствор нельзя. Для обеспечения дыхания корней между раствором и основой оставляют воздушное пространство для молодых растений 3см, для взрослых - 6см. При этом необходимо позаботиться о поддержании повышенной влажности воздуха в этом пространстве, иначе корни быстро засохнут. Питательный раствор заменяется раз в месяц.

Для выращивания растений методом водной культуры нужен специальный гидропонный горшок, который можно изготовить и самостоятельно.

Считается, что беспочвенные методы культивирования растений, гидропоника – детище современных технологий. Это технологии будущего, успешно разрабатываемые в разных странах, но стоит вспомнить пословицу: новое – хорошо забытое старое.

Но, даже в то далекое время гидропонные методы не являлись абсолютным новшеством. Конечно с натяжкой, но их можно назвать гидропонными. Первый, кто задумался о том, как питаются растения – Аристотель. Во всяком случае, его перу принадлежат работы, где он пытался объяснить сей процесс. Аристотель утверждал, что растения получают необходимую пищу в конечной (уже органической) форме, затрагивая этот вопрос лишь по способу перемещения веществ по стволу растения. Затем на многие столетия в изучении питания растений наступила пауза, пока этим вопросом не стал экспериментально заниматься голландский учёный Иоганн Баптист Ван Гельмонт (1575 – 1642). Он первый решил выяснить, чем питаются и откуда берут себе пищу растения. Гельмонт решил провести опыт: набил в бочку ровно 200 фунтов (1 фунт – 453.6 г) тщательно просеянной и высушенной почвы, затем посадил туда ветвь ивы, весившую пять фунтов. В течение пяти лет он внимательно следил за чистотой эксперимента, не позволял букашкам и даже пыли попасть в почву. Поливал иву исключительно дождевой водой. По истечении указанного срока он взвесил выросшее растение, результат его поразил: вес ивы увеличился на 164 фунта, когда вес почвы - уменьшился лишь на две унции (1 унция – 28. 35 г). Естественно, объяснил он это совершенно неправильно, сделав вывод, что необходимые растению вещества были получены только из воды, не приняв во внимание роль углекислого газа и тех двух унций почвы. Хотя для уровня науки того времени – это простительно. Хорошо уже то, что он поднял вопрос питания растений .

Беркли проводил обширные опыты вне помещений, о которых он впервые сообщил в 1929 г. Им разработана теория “гидропоники”, или водных культур (по аналогии с “геопоникой” - греческим термином для почвенных культур), и он утверждал, что выращивание растений без почвы в широких масштабах вполне осуществимо и целесообразно. Его опыты показали возможность выращивания различных растений в больших количествах в корытах, наполненных питательным раствором.

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 сообщения послевоенной прессы, в качестве первооткрывателя метода беспочвенного выращивания растений, большей частью фигурирует лишь профессор Геррике.

  • Условия роста и развития растений

На уроках биологии мы познакомились с разными способами получения знаний:

Наблюдение                                                                      

Экспериментирование (практическая работа)

Получение информации из книг

Исследование начинается с выдвижения гипотезы. Мы предположили, что растениям для роста и развития необходимы:

Вода

Свет

Тепло

Воздух

Пища

  • Интересные факты о фасоли

Фасоль относится к семейству бобовых. Плоды бобовых растений называют бобами. Боб состоит из двух створок, между которыми лежат семена. Мы называем эти плоды стручками. У одних растений бобы маленькие — 1—2 мм, у других — более 1 м.

Люди употребляли в пищу бобовые растения с очень давних времен. При раскопках древних поселений ученые-археологи нередко находят  обугленные зерна бобов. Сейчас на полях и в огородах выращивают бобовые растения: горох, бобы, фасоль, сою, чечевицу. Их едят люди. А на корм животным высевают кормовые бобовые травы — клевер, вику, люцерну. Сеют бобовые растения обычно ранней весной. Урожай бывает богатый: посеешь одно зернышко, соберешь 100—150.

Бобы часто называют растительным мясом: в них  много белка. Бобовые растения важны для земледелия. На их корнях образуются маленькие клубеньки, в которых живут особые бактерии, усваивающие азот из воздуха. Вот почему после бобовых в почве остается много азота. Он очень полезен пшенице, кукурузе и многим другим растениям, которые потом будут посеяны на том же поле. Из стеблей и листьев готовят сено, питательный силос, который любят коровы, овцы, свиньи. Среди бобовых также много растений, дающих ценное сырье, краски, лекарства. А душистый горошек, многолетний люпин с яркими цветками украшают наши клумбы.

  • Минеральное питание растений

Растение своей корневой системой поглощает из почвенных растворов и затем усваивает необходимые ему минеральные вещества. Для всех растений абсолютно необходимы 13 элементов, которые принимают участие в обмене веществ: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, марганец, медь, цинк, бор, молибден, хлор. При полном отсутствии в почве одного из этих элементов происходят резкие изменения основных жизненных функций растений - тормозится рост, нарушается нормальный ход фотосинтеза. Азот, фосфор, калий, кальций, сера и магний содержатся в растениях в значительных количествах и называются макроэлементами (от греческого слова «макрос» - большой), остальные - в ничтожных количествах и называются микроэлементами (от греческого слова «микрос» - маленький), но и они очень важны для растения.

Ряду растений нужны и другие элементы, не они не абсолютно необходимы им. Так, ничтожные количества кобальта усиливают рост сои, повышают содержание хлорофилла в листьях и витамина В12 в клубеньках, которые образуются на корнях растения, что очень важно для жизнедеятельности клубеньковых бактерий, обогащающих почву азотом.

Знать физиологическую роль необходимых для растения элементов, механизм их поглощения и передвижения в растении очень важно для того, чтобы правильно применять удобрения и получать высокие урожаи.

Нужно уметь своевременно заметить нехватку того или иного элемента в почве. Обеспеченность почвы минеральными элементами можно определить путем химического анализа почвы, а также самих растений. Недостаток питательных веществ (или их избыток) можно заметить и простым глазом по изменению окраски листьев, их формы, резкому замедлению роста и развития растений, если, конечно, они не вызваны другими причинами: вредителями, болезнями, засухой, холодом.

 

  • Основные признаки недостаточности питательных элементов

При нехватке азота (N) у растений - бледно-зеленая окраска и пожелтение листьев, слабый рост и раннее опадание листьев. Если мало фосфора (P) - темно-зеленая или голубоватая окраска листьев; появляются красные, пурпурные оттенки; темный, иногда почти черный цвет засыхающих листьев. При недостатке калия (K) - пожелтение или побурение листьев, отмирание ткани либо закручивание книзу краев листа, морщинистость листьев.

Чтобы восполнить недостаток тех или иных веществ в почве, в нее вносят в виде подкормок соответствующие удобрения, в том числе и специальные микроудобрения, содержащие микроэлементы.

 

  • Преимущества гидропонного метода выращивания растений:

     При применении настоящего способа существенно поднимается  урожайность плодовых  растений. Интенсивное цветение декоративных растений также доказывает положительное влияние гидропоники на их рост. Этот метод помогает снабдить растение всеми необходимыми ему полезными веществами. Оно растет крепким и здоровым, причем гораздо быстрее, чем в почве.

     Растение не накапливает вредных и пагубно влияющих на человеческий организм элементов, содержащихся в почве. Как правило, это ядовитые органические соединения, избыток нитратов, радионуклиды, тяжелые металлы и прочие. Особенно это актуально для плодовых растений. Ведь при использовании метода гидропоники растения получают только лишь полезные вещества.

     Растения не нуждаются в ежедневном поливе. И расход воды при гидропонике гораздо проще контролировать. Каждое растение требует исключительно индивидуального подхода. В зависимости от системы выращивания и объема емкости необходимо систематически доливать воду – одному растению раз в три дня, другому раз в месяц.

    При почвенном выращивании растения нередко страдают от пересыхания и недостатка кислорода,  в случае переувлажнения. С применением способа гидропоники это совершенно исключено.

     Процедура пересаживания многолетних растений при использовании технологии гидропоники существенно облегчается. Ведь при пересадке их в почву корни в любом случае травмируются, в той или иной степени.

     Благодаря гидропонике можно избежать таких проблем, как вредители и всевозможные разновидности грибков и болезней, которые встречаются у растений, растущих в почве. Вопрос о применении ядохимикатов сам собой отпадает.

     Отпадает необходимость применения новой почвы, что значительно уменьшает затраты на процесс выращивания комнатных растений.

     С практический точки зрения за такими растениями легче ухаживать, нет грязи от земли, нет посторонних запахов, нет вредителей, которые могут завестись в почве, а потом распространиться и на помещение.

  • Минусы применения технологии гидропоники

      Изначально стоимость такого решения будет существенно выше, чем приобретения обычного грунта.

    Нужно вложить немного труда, дабы самостоятельно собрать систему. Это займет немало времени и сил. А ежели приобрести уже готовую систему, то вам придется выложить определенную сумму. Плюс в том, что изначальные затраты и времени и денег окупятся с лихвой, поскольку растение начнет расти в несколько раз быстрее и ухаживать за ним будет намного легче.

    Стереотипы и общественное мнение дают свое. Многие такой способ выращивания растений ассоциируют с искусственным методом с применением химических удобрений – то есть ядохимикатами, которые пагубно влияют на здоровье. Однако такого рода суждения возникают исключительно от незнания того, что такое гидропоника.

  1. 2. Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки

При проведении практической части исследований на первоначальном этапе нам необходимо было определиться с конструкцией гидропонной установки, которою мы с мамой 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. Большой горшок для комнатных растений
  2. Маленький горшок
  3. Керамзит

В маленьком горшке сами сделали достаточно большое количество отверстий, для того, чтобы корни будущего растения могли развиваться.

Составные части установки, порядок ее сборки  и общий вид представлены на рисунке 1.

Дальше мы выбрали субстрат в котором будем выращивать растение.

В качестве субстрата должны использоваться инертные материалы.

Мы выбрали керамзит, так как он обладает следующими положительными свойствами:

1) гигроскопичен

2) долговечен

3) пористый, в нем растение может достаточно долго сохраняет влагу(в системах подпором)

4) после подготовки не меняет pH раствора

Керамзит мы купили в магазине и провели его подготовку. Сначала мы отобрали керамзитный камень размером 3…4 миллиметра, затем обработали его азотной кислотой и несколько раз тщательно промыв высушили. Внешний вид керамзита перед применением показан на рисунке 2.

На следующем этапе исследований мы выбрали растение, которое будем выращивать на гидропонике. Выбор пал на фасоль, так я хотела, не только вырастить растение, но и попробовать на вкус результаты своей работы.

А фасоль я люблю. Сорт фасоли был подобран таким образом, чтобы не возникло проблем с опылением его цветков.

Для предварительного проращивания семян мы использовали традиционный метод: в чашу с водой и ватными дисками поместили фасоль.

Начало эксперимента 14 июнь 2016 г.

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июнь

   15 июнь

    16 июнь

    17 июнь

    18 июнь

   19 июнь

   20

июнь

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

Фото 1: первый день                        Фото 2: второй день

 

     

 

          Фото 3: третий день                           Фото 4: пятый день

                              Фото 5: седьмой день

В ходе эксперимента мы создавали растениям различные условия, чтобы определить их влияние на рост и развитие растения.

Например, часть семян мы предварительно замочили в воде, а другие посадили без  замачивания. Те семена, которые были замочены, дали более ранние и дружные всходы. Таким образом, мы сделали вывод о необходимости воды для роста и  развития растения.          

Также мы заметили, что семена, которые поливали слишком обильно, не проросли, а погибли, в то время как семена, которые поливались умеренно и рыхлились, развивались очень хорошо. Так мы сделали вывод о необходимости воздуха для роста растений.

   Поставив один горшок с семенами в теплое, а другой в прохладное место, мы наблюдали, что в тепле растение развивается намного лучше, а растение в холоде как будто замерло и спит. Значит, тепло также является необходимым условием для развития растения.

В один горшок мы посадили семена редко, а в другой – густо. Мы заметили, что густо посаженные растения получились бледными, слабыми и вытянутыми, а редко посаженные растения имели  ярко-зеленые листья и крепкие стебли. Объяснение этому мы нашли в том, что густо посаженным растениям не хватало солнечного света, так как они затеняли друг друга. Значит, солнечный свет необходим для растений.

Из книг мы узнали, что растения получают питание из почвы. Чем более богата питательными веществами почва, тем лучше развивается и плодоносит растение. Таким образом, наличие плодородной почвы также является необходимым условием для получения хорошего урожая.

После того как семена проросли, мы пересадили их в заранее подготовленный горшок с землей.

 

 

 

 

 

 

Фото 6: посадка в горшок с грунтом

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники

А когда из земли проросли два первых листочка, мы осторожно выкопали растение и промыв корни проточной водой поместили фасоль в горшочек гидропонной установки, аккуратно присыпав корни керамзитом.

        Поместите в ведро земляной ком с корнем растения и замочите на несколько часов водой комнатной температуры.

        По истечению этого времени под водой аккуратно отделите землю и при помощи легкой струи воды комнатной температуры осторожно отмойте корни.

       После очистки расправьте корни к низу и засыпьте их субстратом. При этом не требуется, чтобы растение непосредственно корнями касалось водяного слоя.  Раствор поднимется вверх по капиллярам субстрата и достигнет корней. Через некоторое время растения сами прорастут на необходимую глубину.

      Полейте субстрат сверху обычной водой. Затем залейте воду в сосуд до необходимого уровня и оставьте растение адаптироваться приблизительно на неделю.

     Только после истечения этого периода в воду можно добавлять удобрения.

2.3.  Рецепт для выращивания фасоли на гидропонике

Магний сернокислый 5,37 гр/10литров

Кальций азотнокислый 16,88 гр/10литров

Монокалий фосфат 5,25 гр/10литров

Калий сернокислый 1,25 гр/10литров

Вода 10литров

Приготовить собственноручно раствор для гидропонного метода выращивания, не сложно, и более того это занятие не требует особых навыков и знаний, а рецепты настолько просты что будут понятны даже начинающему садоводу.

     В приготовлении питания для Ваших любимых растений вы можете использовать одно из двух решений:

1.Приготовить питательную смесь компонентов самому после чего растворить ее в подготовленной воде (отстоявшуюся не менее 2-х суток, с отрегулированным уровнем pH). При выборе этого решения Вам придется искать и приобретать все элементы указанные в рецепте самому, далее смешивать их в точных пропорциях для чего Вам просто необходимы весы с диапазоном взвешивания от 0.1 до 500 граммов.

  1. Купить в магазине гидропоники уже готовые удобрения для гидропоники, такие как Flora Series, и Etisso. Если Вы выбрали в качестве питания уже готовые удобрения Вам остается всего, лишь смешать их с нужным количеством воды, согласно инструкции на обратной стороне упаковки (емкости)

2.4. Вода для приготовления растворов

Что касается воды для приготовления раствора, то она должна быть чистой, и не жесткой, а также не должна содержать примесей. Лучше всего подходит для приготовления раствора дистиллированная вода, но если дистиллированную воду найти представляется проблемно, то можно использовать дождевую, из котлована или водопроводную воду, которую необходимо отстоять в темном месте не менее 2-х суток (нейтрализация хлора). Если у Вас из под крана бежит жесткая вода то ее можно смягчить при помощи торфа. Для этого берется торф, из расчета 700г на 10л воды в сетке опускают в емкость с водой и оставляют примерно на 10-12 часов, а лучше оставить на ночь. Профильтрованную от торфяной крошки воду утром можно использовать для приготовления питательного раствора или для полива растений. Еще для смягчения жесткой воды существуют специальные картриджи к фильтрам и таблетки смягчители (pH таблетки).

Немного о приготовлении растворов

    Все необходимые для приготовления растворов соли хранят отдельно в сухом или растворенном виде в закрытой стеклянной посуде. Исключение составляют соли железа, которые необходимо хранить в посуде из темного стекла в сухом виде и растворять только перед употреблением иначе выпадают в осадок.

    Для приготовления питательных растворов все минеральные соли берутся в строго определенных в рецепте количествах, разводятся отдельно в небольшом количестве воды, далее растворяются в резервуаре с подготовленной водой. Смешивание сухих солей НЕ ДОПУСТИМО! Неправильно приготовленный раствор сведет на нет все ваши труды.

    В осенне-зимний период количество азота должно быть минимальным. Зимой, в период покоя, следует использовать питательный раствор в половинной концентрации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

Проанализировав наши наблюдения в ходе эксперимента, и изучив дополнительные материалы по теме проекта, я сделала выводы о необходимых условиях для роста и развития растений:

  • Растению нужна вода. В каждом семени есть запас питательных веществ, небольшая «кладовая». Но семена могут использовать только растворенные в воде питательные вещества. Поэтому когда семена попадают во влажную среду, питательные вещества  растворяются в воде и дают семени силы для роста. 
  • Растению нужен воздух. Как все живое, семя дышит кислородом. А кислород, как известно, содержится в воздухе. Без доступа воздуха растение погибнет.
  • Растению нужно тепло. В тепле все процессы происходят быстрее. А холод не дает семени прорастать. Без тепла растение погружается в спячку и может даже погибнуть.
  • Растению нужен свет. Под действием солнечного света в листьях растений вырабатываются питательные вещества. Листья - это «живые заводы» по производству еды. В них содержится клейкое зеленое вещество – хлорофилл. С его помощью растения вырабатывают себе пищу. Она похожа на сладковатый сок и называется живицей. Поступая во все части растения, живица питает его и дает силы для роста. Образование питательных соков в листьях растений называется фотосинтезом.
  • Растение получает питательные вещества из почвы. Корни растения вытягивают из почвы воду и минеральные вещества. Если почва бедная, то растение хуже развивается и плодоносит. Поэтому люди вносят в почву удобрения, чтобы получать хороший урожай.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Ученые убеждены: сегодня нереально вырастить экологически чистый продукт в открытом грунте. Тут нужна гидропоника: ведь промышленные примеси, загрязняющие внешнюю среду, обнаруживаются даже в начисто лишенной индустрии Гренландии! Технику в таком хозяйстве тоже использовать нежелательно, чтобы не вносить в почву бензин и машинное масло - допускается только ручной труд или механизмы, работающие на электричестве.

Овощи и фрукты, произведенные с соблюдением этих условий, имеют давно забытый нами натуральный вкус и аромат, не идущий ни в какое сравнение с ощущением на языке, которое оставляют "пластмассовая" клубника и "восковые" яблоки из супермаркета. Экологически чистые овощи и фрукты никогда не замораживают и не пичкают консервантами, поэтому они, как правило, долго не хранятся: такую еду доставляют обычно потребителю домой в свежем виде.

     Я многое узнала о гидропонике. В начале были неудачи. У меня не получалось. Но поняв причину своих неудач, все же я продолжаю эту работу. Очень интересная и увлекательная тема.

Хочу в дальнейшем больше изучить литературу и углубить свои знания.

Всем организаторам большое спасибо за такой конкурс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

  1. http://www.unesco.org/most/
  2. http://www.macfound.ru/
  3. http://www.unfpa.org/
  4. Гидропоника для любителей. Зальцер Э. Перевод с немецкого М.П.Чумакова, издательство "Колос" 1965 год Москва.
  5. Алиев Э.А. "Выращивание овощей в гидропонных теплицах".
  6. Чесноков В.А., Базырина Е.Н. и др., "Выращивание растений без почвы".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения

 

Так прорастают семена фасоли                     Строение семя фасоли

 

 

 

Процесс фотосинтеза                                          Бобы фасоли

 

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июня

   15 июня

    16 июня

    18 июня

    21 июня

   23 июня

   25

июня

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

 

   

                  14.06.16 г.                                18.06.16 г.

                 .

                 21.06.16 г.                                                23.06.16 г

       

                                                        30.06.16 г.

 

                                                    Посадка в грунт

 

 

 

 

 

 

                   Посадка в грунт

 

 

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               Исследовательская работа

«Беспочвенное выращивание растений»

 

 

 

 

 

 

 

Автор:

Утегалиева Анита Ришатовна

4 «б» класс, Володарский район,

с.Сизый Бугор

Научный руководитель:

Утегалиева Эльмира Махсутовна,

учитель биологии

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Астрахань 2016

                                                            

 

Содержание

 

Введение ………………………………………………….……………….. 3

  • Теоретическая часть
    • Новые знания…………………………………………………………6
    • Условия роста и развития растений ……………………………….9
    • Интересные факты о фасоли………………………………………...9
    • Минеральное питание растений…………………………………….10
    • Основные признаки недостаточности питательных элементов…..10
    • Преимущества гидропонного метода выращивания растений……11
    • Минусы применения технологии гидропоники……………………12

  2) Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки……………………………….12

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники……...16

2.3. Рецепт для выращивания фасоли………………………………………17

2.4. Вода для приготовления растворов……………………………………17

Выводы……………………………………………………………….............19

Заключение…………………………………………………………………..20

Список литературы………………………………………………………….21

Приложения………………………………………………………………….22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 Актуальность

Человек издавна пытается обеспечить себя продуктами питания, создавая искусственные условия для выращивания растений. Люди уже умели управлять температурными режимами выращивания роз и овощей в особых ямах. Люди шаг за шагом познавали секреты плодородия почв. Итог этих исследований парадоксален: возникла мысль полностью отказаться от почвы! В начале XX в. в России опыт с водными культурами в широких масштабах проводил К.А.Тимирязев. Этот метод называется гидропоникой. Благодаря этому методу можно довести растение до полного созревания семян. В результате можно установить, как будут развиваться растения в разных условиях. Использование беспочвенного метода выращивания растений позволит обеспечить людей продуктами питания в разных природно-климатических условиях.

     Проблема исследования: Выращивание растений на минеральных растворах.

     Цель: 

  • Выяснить, какие условия нужны для роста и хорошего развития фасоли
  • Узнать новое и интересное из жизни растений расширить свой кругозор
  • Пополнить свой словарный запас.

 

    Задачи:  

  1. изучить литературу по данной теме;
  2. сделать сравнительный анализ уже существующих способов выращивания растений на беспочвенных средах;
  3. провести эксперимент по изучению наиболее оптимального минерального состава для выращивания растений;
  4. выяснить, как влияют  различные минеральные вещества на рост и развитие растений;
  5. проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Объект исследования: минеральное питание растений.

Предмет исследования: выращивание фасоли на беспочвенных средах.

Методы исследования: анализ литературы по изучаемой теме, сравнение,  эксперимент.

Исследовательская   работа   рассчитана  на  повышение  и расширение уровня знаний по биологии.

Гипотеза: На правильно подобранных питательных средах можно выращивать растения без почвы.

 

Результат исследования:

Начало работы:  июнь 2016 года.

Завершение работы:  сентябрь 2016 года

      Выращивание растений и наблюдение за ними – очень увлекательный и познавательный процесс. Развитие растения от прорастания семечка до появления первых цветов или плодов – это волшебство природы. Требуется много времени и терпения, прежде чем вырастет полноценное растение.

Так прорастают семена фасоли:

 

        Я выбрала эту тему проекта потому, что мне хотелось выяснить, что надо сделать, чтобы свершилось это чудо природы – превращение маленького семечка во взрослое растение.

Растение начинает свою жизнь с семени. Крошечное семечко попадает в землю, оно начинает расти, появляются корень и росток, затем листья, цветы и плоды. Число бедных и голодных в мире в ближайшие годы будет стремительно расти. Нехватка продуктов или их непомерная стоимость вызвали уже десятки бунтов в разных странах мира. Эксперты предполагают, что именно еда может стать более важным фактором мировой политики, чем энергоресурсы.

Цены на продовольствие  только расти. Схожая ситуация в десятках стран. Где-то уже гибнут люди, где-то еще пытаются что-то придумать.

Наши земельные ресурсы огромны. И несмотря на то, что в целом климат нашей страны для сельского хозяйства - не лучший (дефицит тепла, либо дефицит влаги), при умелом подборе культур можно прокормить огромное количество людей.

Однако существует ряд объективных проблем, которые сильно затрудняют, а в ряде случаев вообще не позволяют увеличить производство продовольствия в России.

Для начала, большая часть плодородной земли уже используется, и фермерам приходится отвоевывать у природы все больше территорий, на которых мало что растет. Земля нередко отвечает тем, что отбирает хорошие земли: только за последние полвека из-за деградации почв производительность сельского хозяйства сократилась.

Многие пестициды, благодаря которым увеличивается урожайность, теряют эффективность: насекомые вырабатывают к ним иммунитет.

Еще один важнейший сдерживающий элемент - вода. 17% всех посевных угодий в России орошаются искусственно; на них выращивается от 30 до 40% всего урожая, однако во многих областях страны все больше заявляет о себе водный дефицит.

Ученые биотехнологии России в принципе могут предложить вторую зеленую революцию, к примеру, за счет выведения устойчивых к засухе растений или сортов, не боящихся грызунов и насекомых.

Еще одна проблема – нерациональность использования площадей. Всего для выращивания урожаев и выпаса скота мы используем лишь около 12% всей площади страны. Для этого мы уже вырубили треть всего леса в России и распахали четверть всех природных лугов. Еще несколько сотен тысяч гектаров занимают городские и застроенные зоны.

Кроме того учитывая большую протяженность территории нашей страны очень остро стоит проблема транспортировки выращенного урожая до потребителя.

Все вышеперечисленное ставит под сомнение возможность решения в ближайшем будущем проблемы обеспечения продовольственной безопасности, стоящей перед человечеством, путем развития традиционного промышленного сельского хозяйства.

В настоящее время на гидропонике выращивают, в основном, фрукты и ягоды, а также некоторые виды овощей.

 

 

 

  • Теоретическая часть
    • Новые знания

Работая над проектом, я узнала много нового о растениях. Я узнала, как устроено семя. Оно состоит из семенной кожуры, семядолей и зародыша. Семенная кожура защищает семя от повреждений и высыхания. В семядолях содержатся питательные вещества для зародыша. А зародыш дает жизнь новому растению.

Я узнала, что такое процесс фотосинтеза. Фотосинтез  происходит в листьях растений . Углекислый газ, содержащийся в воздухе, проникает в лист. Вода и минеральные вещества поступают из почвы в корни и дальше по стеблям в листья растения. В листьях есть зеленый пигмент хлорофилл, который поглощает солнечный свет. Под действием солнечного света в листьях начинаются химические превращения. Из углекислого газа, воды и минеральных веществ растение само создает себе пищу и поэтому растет. А самое главное, что в процессе этих химических превращений растение выделяет кислород, который необходим всем нам для дыхания. Без кислорода все живое погибнет. Поэтому фотосинтез – это процесс, от которого зависит вся жизнь на Земле

Гидропоника - это обобщенный термин, означающий один из методов культивирования растений без почвы на питательных растворах, содержащих полный набор необходимых для роста и развития веществ в необходимой концентрации и доступной растению форме. При этом необходимо создать благоприятные условия для развития корней и питания растения. Для этого нужно обеспечить контакт корней с питательным раствором и постоянный доступ к корням воздуха, а также создать оптимальную влажность в пространстве между питательным раствором и основанием корней, так как при недостатке влаги они быстро засохнут.

Различают три основных метода выращивания растений на питательных растворах:

- водная культура - собственно, гидропоника;

- субстратная культура - гидрокультура;

- воздушная культура - аэропоника.

Гидропоника или водная культура - это метод выращивания, при котором растение укореняется в тонком слое органического субстрата (торф, мох и т.п.), уложенного на сетчатую основу, опущенную в поддон с питательным раствором.

Корни растений через субстрат и отверстия основы опускаются в раствор, питая растение. Этот метод самый старый, но не самый лучший. При гидропонном способе выращивания растений сложность представляет аэрация корней, так как содержащегося в питательном растворе кислорода растению не достаточно, и корневую систему растения полностью погрузить в раствор нельзя. Для обеспечения дыхания корней между раствором и основой оставляют воздушное пространство для молодых растений 3см, для взрослых - 6см. При этом необходимо позаботиться о поддержании повышенной влажности воздуха в этом пространстве, иначе корни быстро засохнут. Питательный раствор заменяется раз в месяц.

Для выращивания растений методом водной культуры нужен специальный гидропонный горшок, который можно изготовить и самостоятельно.

Считается, что беспочвенные методы культивирования растений, гидропоника – детище современных технологий. Это технологии будущего, успешно разрабатываемые в разных странах, но стоит вспомнить пословицу: новое – хорошо забытое старое.

Но, даже в то далекое время гидропонные методы не являлись абсолютным новшеством. Конечно с натяжкой, но их можно назвать гидропонными. Первый, кто задумался о том, как питаются растения – Аристотель. Во всяком случае, его перу принадлежат работы, где он пытался объяснить сей процесс. Аристотель утверждал, что растения получают необходимую пищу в конечной (уже органической) форме, затрагивая этот вопрос лишь по способу перемещения веществ по стволу растения. Затем на многие столетия в изучении питания растений наступила пауза, пока этим вопросом не стал экспериментально заниматься голландский учёный Иоганн Баптист Ван Гельмонт (1575 – 1642). Он первый решил выяснить, чем питаются и откуда берут себе пищу растения. Гельмонт решил провести опыт: набил в бочку ровно 200 фунтов (1 фунт – 453.6 г) тщательно просеянной и высушенной почвы, затем посадил туда ветвь ивы, весившую пять фунтов. В течение пяти лет он внимательно следил за чистотой эксперимента, не позволял букашкам и даже пыли попасть в почву. Поливал иву исключительно дождевой водой. По истечении указанного срока он взвесил выросшее растение, результат его поразил: вес ивы увеличился на 164 фунта, когда вес почвы - уменьшился лишь на две унции (1 унция – 28. 35 г). Естественно, объяснил он это совершенно неправильно, сделав вывод, что необходимые растению вещества были получены только из воды, не приняв во внимание роль углекислого газа и тех двух унций почвы. Хотя для уровня науки того времени – это простительно. Хорошо уже то, что он поднял вопрос питания растений .

Беркли проводил обширные опыты вне помещений, о которых он впервые сообщил в 1929 г. Им разработана теория “гидропоники”, или водных культур (по аналогии с “геопоникой” - греческим термином для почвенных культур), и он утверждал, что выращивание растений без почвы в широких масштабах вполне осуществимо и целесообразно. Его опыты показали возможность выращивания различных растений в больших количествах в корытах, наполненных питательным раствором.

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 сообщения послевоенной прессы, в качестве первооткрывателя метода беспочвенного выращивания растений, большей частью фигурирует лишь профессор Геррике.

  • Условия роста и развития растений

На уроках биологии мы познакомились с разными способами получения знаний:

Наблюдение                                                                      

Экспериментирование (практическая работа)

Получение информации из книг

Исследование начинается с выдвижения гипотезы. Мы предположили, что растениям для роста и развития необходимы:

Вода

Свет

Тепло

Воздух

Пища

  • Интересные факты о фасоли

Фасоль относится к семейству бобовых. Плоды бобовых растений называют бобами. Боб состоит из двух створок, между которыми лежат семена. Мы называем эти плоды стручками. У одних растений бобы маленькие — 1—2 мм, у других — более 1 м.

Люди употребляли в пищу бобовые растения с очень давних времен. При раскопках древних поселений ученые-археологи нередко находят  обугленные зерна бобов. Сейчас на полях и в огородах выращивают бобовые растения: горох, бобы, фасоль, сою, чечевицу. Их едят люди. А на корм животным высевают кормовые бобовые травы — клевер, вику, люцерну. Сеют бобовые растения обычно ранней весной. Урожай бывает богатый: посеешь одно зернышко, соберешь 100—150.

Бобы часто называют растительным мясом: в них  много белка. Бобовые растения важны для земледелия. На их корнях образуются маленькие клубеньки, в которых живут особые бактерии, усваивающие азот из воздуха. Вот почему после бобовых в почве остается много азота. Он очень полезен пшенице, кукурузе и многим другим растениям, которые потом будут посеяны на том же поле. Из стеблей и листьев готовят сено, питательный силос, который любят коровы, овцы, свиньи. Среди бобовых также много растений, дающих ценное сырье, краски, лекарства. А душистый горошек, многолетний люпин с яркими цветками украшают наши клумбы.

  • Минеральное питание растений

Растение своей корневой системой поглощает из почвенных растворов и затем усваивает необходимые ему минеральные вещества. Для всех растений абсолютно необходимы 13 элементов, которые принимают участие в обмене веществ: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, марганец, медь, цинк, бор, молибден, хлор. При полном отсутствии в почве одного из этих элементов происходят резкие изменения основных жизненных функций растений - тормозится рост, нарушается нормальный ход фотосинтеза. Азот, фосфор, калий, кальций, сера и магний содержатся в растениях в значительных количествах и называются макроэлементами (от греческого слова «макрос» - большой), остальные - в ничтожных количествах и называются микроэлементами (от греческого слова «микрос» - маленький), но и они очень важны для растения.

Ряду растений нужны и другие элементы, не они не абсолютно необходимы им. Так, ничтожные количества кобальта усиливают рост сои, повышают содержание хлорофилла в листьях и витамина В12 в клубеньках, которые образуются на корнях растения, что очень важно для жизнедеятельности клубеньковых бактерий, обогащающих почву азотом.

Знать физиологическую роль необходимых для растения элементов, механизм их поглощения и передвижения в растении очень важно для того, чтобы правильно применять удобрения и получать высокие урожаи.

Нужно уметь своевременно заметить нехватку того или иного элемента в почве. Обеспеченность почвы минеральными элементами можно определить путем химического анализа почвы, а также самих растений. Недостаток питательных веществ (или их избыток) можно заметить и простым глазом по изменению окраски листьев, их формы, резкому замедлению роста и развития растений, если, конечно, они не вызваны другими причинами: вредителями, болезнями, засухой, холодом.

 

  • Основные признаки недостаточности питательных элементов

При нехватке азота (N) у растений - бледно-зеленая окраска и пожелтение листьев, слабый рост и раннее опадание листьев. Если мало фосфора (P) - темно-зеленая или голубоватая окраска листьев; появляются красные, пурпурные оттенки; темный, иногда почти черный цвет засыхающих листьев. При недостатке калия (K) - пожелтение или побурение листьев, отмирание ткани либо закручивание книзу краев листа, морщинистость листьев.

Чтобы восполнить недостаток тех или иных веществ в почве, в нее вносят в виде подкормок соответствующие удобрения, в том числе и специальные микроудобрения, содержащие микроэлементы.

 

  • Преимущества гидропонного метода выращивания растений:

     При применении настоящего способа существенно поднимается  урожайность плодовых  растений. Интенсивное цветение декоративных растений также доказывает положительное влияние гидропоники на их рост. Этот метод помогает снабдить растение всеми необходимыми ему полезными веществами. Оно растет крепким и здоровым, причем гораздо быстрее, чем в почве.

     Растение не накапливает вредных и пагубно влияющих на человеческий организм элементов, содержащихся в почве. Как правило, это ядовитые органические соединения, избыток нитратов, радионуклиды, тяжелые металлы и прочие. Особенно это актуально для плодовых растений. Ведь при использовании метода гидропоники растения получают только лишь полезные вещества.

     Растения не нуждаются в ежедневном поливе. И расход воды при гидропонике гораздо проще контролировать. Каждое растение требует исключительно индивидуального подхода. В зависимости от системы выращивания и объема емкости необходимо систематически доливать воду – одному растению раз в три дня, другому раз в месяц.

    При почвенном выращивании растения нередко страдают от пересыхания и недостатка кислорода,  в случае переувлажнения. С применением способа гидропоники это совершенно исключено.

     Процедура пересаживания многолетних растений при использовании технологии гидропоники существенно облегчается. Ведь при пересадке их в почву корни в любом случае травмируются, в той или иной степени.

     Благодаря гидропонике можно избежать таких проблем, как вредители и всевозможные разновидности грибков и болезней, которые встречаются у растений, растущих в почве. Вопрос о применении ядохимикатов сам собой отпадает.

     Отпадает необходимость применения новой почвы, что значительно уменьшает затраты на процесс выращивания комнатных растений.

     С практический точки зрения за такими растениями легче ухаживать, нет грязи от земли, нет посторонних запахов, нет вредителей, которые могут завестись в почве, а потом распространиться и на помещение.

  • Минусы применения технологии гидропоники

      Изначально стоимость такого решения будет существенно выше, чем приобретения обычного грунта.

    Нужно вложить немного труда, дабы самостоятельно собрать систему. Это займет немало времени и сил. А ежели приобрести уже готовую систему, то вам придется выложить определенную сумму. Плюс в том, что изначальные затраты и времени и денег окупятся с лихвой, поскольку растение начнет расти в несколько раз быстрее и ухаживать за ним будет намного легче.

    Стереотипы и общественное мнение дают свое. Многие такой способ выращивания растений ассоциируют с искусственным методом с применением химических удобрений – то есть ядохимикатами, которые пагубно влияют на здоровье. Однако такого рода суждения возникают исключительно от незнания того, что такое гидропоника.

  1. 2. Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки

При проведении практической части исследований на первоначальном этапе нам необходимо было определиться с конструкцией гидропонной установки, которою мы с мамой 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. Большой горшок для комнатных растений
  2. Маленький горшок
  3. Керамзит

В маленьком горшке сами сделали достаточно большое количество отверстий, для того, чтобы корни будущего растения могли развиваться.

Составные части установки, порядок ее сборки  и общий вид представлены на рисунке 1.

Дальше мы выбрали субстрат в котором будем выращивать растение.

В качестве субстрата должны использоваться инертные материалы.

Мы выбрали керамзит, так как он обладает следующими положительными свойствами:

1) гигроскопичен

2) долговечен

3) пористый, в нем растение может достаточно долго сохраняет влагу(в системах подпором)

4) после подготовки не меняет pH раствора

Керамзит мы купили в магазине и провели его подготовку. Сначала мы отобрали керамзитный камень размером 3…4 миллиметра, затем обработали его азотной кислотой и несколько раз тщательно промыв высушили. Внешний вид керамзита перед применением показан на рисунке 2.

На следующем этапе исследований мы выбрали растение, которое будем выращивать на гидропонике. Выбор пал на фасоль, так я хотела, не только вырастить растение, но и попробовать на вкус результаты своей работы.

А фасоль я люблю. Сорт фасоли был подобран таким образом, чтобы не возникло проблем с опылением его цветков.

Для предварительного проращивания семян мы использовали традиционный метод: в чашу с водой и ватными дисками поместили фасоль.

Начало эксперимента 14 июнь 2016 г.

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июнь

   15 июнь

    16 июнь

    17 июнь

    18 июнь

   19 июнь

   20

июнь

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

Фото 1: первый день                        Фото 2: второй день

 

     

 

          Фото 3: третий день                           Фото 4: пятый день

                              Фото 5: седьмой день

В ходе эксперимента мы создавали растениям различные условия, чтобы определить их влияние на рост и развитие растения.

Например, часть семян мы предварительно замочили в воде, а другие посадили без  замачивания. Те семена, которые были замочены, дали более ранние и дружные всходы. Таким образом, мы сделали вывод о необходимости воды для роста и  развития растения.          

Также мы заметили, что семена, которые поливали слишком обильно, не проросли, а погибли, в то время как семена, которые поливались умеренно и рыхлились, развивались очень хорошо. Так мы сделали вывод о необходимости воздуха для роста растений.

   Поставив один горшок с семенами в теплое, а другой в прохладное место, мы наблюдали, что в тепле растение развивается намного лучше, а растение в холоде как будто замерло и спит. Значит, тепло также является необходимым условием для развития растения.

В один горшок мы посадили семена редко, а в другой – густо. Мы заметили, что густо посаженные растения получились бледными, слабыми и вытянутыми, а редко посаженные растения имели  ярко-зеленые листья и крепкие стебли. Объяснение этому мы нашли в том, что густо посаженным растениям не хватало солнечного света, так как они затеняли друг друга. Значит, солнечный свет необходим для растений.

Из книг мы узнали, что растения получают питание из почвы. Чем более богата питательными веществами почва, тем лучше развивается и плодоносит растение. Таким образом, наличие плодородной почвы также является необходимым условием для получения хорошего урожая.

После того как семена проросли, мы пересадили их в заранее подготовленный горшок с землей.

 

 

 

 

 

 

Фото 6: посадка в горшок с грунтом

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники

А когда из земли проросли два первых листочка, мы осторожно выкопали растение и промыв корни проточной водой поместили фасоль в горшочек гидропонной установки, аккуратно присыпав корни керамзитом.

        Поместите в ведро земляной ком с корнем растения и замочите на несколько часов водой комнатной температуры.

        По истечению этого времени под водой аккуратно отделите землю и при помощи легкой струи воды комнатной температуры осторожно отмойте корни.

       После очистки расправьте корни к низу и засыпьте их субстратом. При этом не требуется, чтобы растение непосредственно корнями касалось водяного слоя.  Раствор поднимется вверх по капиллярам субстрата и достигнет корней. Через некоторое время растения сами прорастут на необходимую глубину.

      Полейте субстрат сверху обычной водой. Затем залейте воду в сосуд до необходимого уровня и оставьте растение адаптироваться приблизительно на неделю.

     Только после истечения этого периода в воду можно добавлять удобрения.

2.3.  Рецепт для выращивания фасоли на гидропонике

Магний сернокислый 5,37 гр/10литров

Кальций азотнокислый 16,88 гр/10литров

Монокалий фосфат 5,25 гр/10литров

Калий сернокислый 1,25 гр/10литров

Вода 10литров

Приготовить собственноручно раствор для гидропонного метода выращивания, не сложно, и более того это занятие не требует особых навыков и знаний, а рецепты настолько просты что будут понятны даже начинающему садоводу.

     В приготовлении питания для Ваших любимых растений вы можете использовать одно из двух решений:

1.Приготовить питательную смесь компонентов самому после чего растворить ее в подготовленной воде (отстоявшуюся не менее 2-х суток, с отрегулированным уровнем pH). При выборе этого решения Вам придется искать и приобретать все элементы указанные в рецепте самому, далее смешивать их в точных пропорциях для чего Вам просто необходимы весы с диапазоном взвешивания от 0.1 до 500 граммов.

  1. Купить в магазине гидропоники уже готовые удобрения для гидропоники, такие как Flora Series, и Etisso. Если Вы выбрали в качестве питания уже готовые удобрения Вам остается всего, лишь смешать их с нужным количеством воды, согласно инструкции на обратной стороне упаковки (емкости)

2.4. Вода для приготовления растворов

Что касается воды для приготовления раствора, то она должна быть чистой, и не жесткой, а также не должна содержать примесей. Лучше всего подходит для приготовления раствора дистиллированная вода, но если дистиллированную воду найти представляется проблемно, то можно использовать дождевую, из котлована или водопроводную воду, которую необходимо отстоять в темном месте не менее 2-х суток (нейтрализация хлора). Если у Вас из под крана бежит жесткая вода то ее можно смягчить при помощи торфа. Для этого берется торф, из расчета 700г на 10л воды в сетке опускают в емкость с водой и оставляют примерно на 10-12 часов, а лучше оставить на ночь. Профильтрованную от торфяной крошки воду утром можно использовать для приготовления питательного раствора или для полива растений. Еще для смягчения жесткой воды существуют специальные картриджи к фильтрам и таблетки смягчители (pH таблетки).

Немного о приготовлении растворов

    Все необходимые для приготовления растворов соли хранят отдельно в сухом или растворенном виде в закрытой стеклянной посуде. Исключение составляют соли железа, которые необходимо хранить в посуде из темного стекла в сухом виде и растворять только перед употреблением иначе выпадают в осадок.

    Для приготовления питательных растворов все минеральные соли берутся в строго определенных в рецепте количествах, разводятся отдельно в небольшом количестве воды, далее растворяются в резервуаре с подготовленной водой. Смешивание сухих солей НЕ ДОПУСТИМО! Неправильно приготовленный раствор сведет на нет все ваши труды.

    В осенне-зимний период количество азота должно быть минимальным. Зимой, в период покоя, следует использовать питательный раствор в половинной концентрации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

Проанализировав наши наблюдения в ходе эксперимента, и изучив дополнительные материалы по теме проекта, я сделала выводы о необходимых условиях для роста и развития растений:

  • Растению нужна вода. В каждом семени есть запас питательных веществ, небольшая «кладовая». Но семена могут использовать только растворенные в воде питательные вещества. Поэтому когда семена попадают во влажную среду, питательные вещества  растворяются в воде и дают семени силы для роста. 
  • Растению нужен воздух. Как все живое, семя дышит кислородом. А кислород, как известно, содержится в воздухе. Без доступа воздуха растение погибнет.
  • Растению нужно тепло. В тепле все процессы происходят быстрее. А холод не дает семени прорастать. Без тепла растение погружается в спячку и может даже погибнуть.
  • Растению нужен свет. Под действием солнечного света в листьях растений вырабатываются питательные вещества. Листья - это «живые заводы» по производству еды. В них содержится клейкое зеленое вещество – хлорофилл. С его помощью растения вырабатывают себе пищу. Она похожа на сладковатый сок и называется живицей. Поступая во все части растения, живица питает его и дает силы для роста. Образование питательных соков в листьях растений называется фотосинтезом.
  • Растение получает питательные вещества из почвы. Корни растения вытягивают из почвы воду и минеральные вещества. Если почва бедная, то растение хуже развивается и плодоносит. Поэтому люди вносят в почву удобрения, чтобы получать хороший урожай.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Ученые убеждены: сегодня нереально вырастить экологически чистый продукт в открытом грунте. Тут нужна гидропоника: ведь промышленные примеси, загрязняющие внешнюю среду, обнаруживаются даже в начисто лишенной индустрии Гренландии! Технику в таком хозяйстве тоже использовать нежелательно, чтобы не вносить в почву бензин и машинное масло - допускается только ручной труд или механизмы, работающие на электричестве.

Овощи и фрукты, произведенные с соблюдением этих условий, имеют давно забытый нами натуральный вкус и аромат, не идущий ни в какое сравнение с ощущением на языке, которое оставляют "пластмассовая" клубника и "восковые" яблоки из супермаркета. Экологически чистые овощи и фрукты никогда не замораживают и не пичкают консервантами, поэтому они, как правило, долго не хранятся: такую еду доставляют обычно потребителю домой в свежем виде.

     Я многое узнала о гидропонике. В начале были неудачи. У меня не получалось. Но поняв причину своих неудач, все же я продолжаю эту работу. Очень интересная и увлекательная тема.

Хочу в дальнейшем больше изучить литературу и углубить свои знания.

Всем организаторам большое спасибо за такой конкурс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

  1. http://www.unesco.org/most/
  2. http://www.macfound.ru/
  3. http://www.unfpa.org/
  4. Гидропоника для любителей. Зальцер Э. Перевод с немецкого М.П.Чумакова, издательство "Колос" 1965 год Москва.
  5. Алиев Э.А. "Выращивание овощей в гидропонных теплицах".
  6. Чесноков В.А., Базырина Е.Н. и др., "Выращивание растений без почвы".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения

 

Так прорастают семена фасоли                     Строение семя фасоли

 

 

 

Процесс фотосинтеза                                          Бобы фасоли

 

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июня

   15 июня

    16 июня

    18 июня

    21 июня

   23 июня

   25

июня

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

 

   

                  14.06.16 г.                                18.06.16 г.

                 .

                 21.06.16 г.                                                23.06.16 г

 

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               Исследовательская работа

«Беспочвенное выращивание растений»

 

 

 

 

 

 

 

Автор:

Утегалиева Анита Ришатовна

4 «б» класс, Володарский район,

с.Сизый Бугор

Научный руководитель:

Утегалиева Эльмира Махсутовна,

учитель биологии

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Астрахань 2016

                                                            

 

Содержание

 

Введение ………………………………………………….……………….. 3

  • Теоретическая часть
    • Новые знания…………………………………………………………6
    • Условия роста и развития растений ……………………………….9
    • Интересные факты о фасоли………………………………………...9
    • Минеральное питание растений…………………………………….10
    • Основные признаки недостаточности питательных элементов…..10
    • Преимущества гидропонного метода выращивания растений……11
    • Минусы применения технологии гидропоники……………………12

  2) Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки……………………………….12

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники……...16

2.3. Рецепт для выращивания фасоли………………………………………17

2.4. Вода для приготовления растворов……………………………………17

Выводы……………………………………………………………….............19

Заключение…………………………………………………………………..20

Список литературы………………………………………………………….21

Приложения………………………………………………………………….22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 Актуальность

Человек издавна пытается обеспечить себя продуктами питания, создавая искусственные условия для выращивания растений. Люди уже умели управлять температурными режимами выращивания роз и овощей в особых ямах. Люди шаг за шагом познавали секреты плодородия почв. Итог этих исследований парадоксален: возникла мысль полностью отказаться от почвы! В начале XX в. в России опыт с водными культурами в широких масштабах проводил К.А.Тимирязев. Этот метод называется гидропоникой. Благодаря этому методу можно довести растение до полного созревания семян. В результате можно установить, как будут развиваться растения в разных условиях. Использование беспочвенного метода выращивания растений позволит обеспечить людей продуктами питания в разных природно-климатических условиях.

     Проблема исследования: Выращивание растений на минеральных растворах.

     Цель: 

  • Выяснить, какие условия нужны для роста и хорошего развития фасоли
  • Узнать новое и интересное из жизни растений расширить свой кругозор
  • Пополнить свой словарный запас.

 

    Задачи:  

  1. изучить литературу по данной теме;
  2. сделать сравнительный анализ уже существующих способов выращивания растений на беспочвенных средах;
  3. провести эксперимент по изучению наиболее оптимального минерального состава для выращивания растений;
  4. выяснить, как влияют  различные минеральные вещества на рост и развитие растений;
  5. проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Объект исследования: минеральное питание растений.

Предмет исследования: выращивание фасоли на беспочвенных средах.

Методы исследования: анализ литературы по изучаемой теме, сравнение,  эксперимент.

Исследовательская   работа   рассчитана  на  повышение  и расширение уровня знаний по биологии.

Гипотеза: На правильно подобранных питательных средах можно выращивать растения без почвы.

 

Результат исследования:

Начало работы:  июнь 2016 года.

Завершение работы:  сентябрь 2016 года

      Выращивание растений и наблюдение за ними – очень увлекательный и познавательный процесс. Развитие растения от прорастания семечка до появления первых цветов или плодов – это волшебство природы. Требуется много времени и терпения, прежде чем вырастет полноценное растение.

Так прорастают семена фасоли:

 

        Я выбрала эту тему проекта потому, что мне хотелось выяснить, что надо сделать, чтобы свершилось это чудо природы – превращение маленького семечка во взрослое растение.

Растение начинает свою жизнь с семени. Крошечное семечко попадает в землю, оно начинает расти, появляются корень и росток, затем листья, цветы и плоды. Число бедных и голодных в мире в ближайшие годы будет стремительно расти. Нехватка продуктов или их непомерная стоимость вызвали уже десятки бунтов в разных странах мира. Эксперты предполагают, что именно еда может стать более важным фактором мировой политики, чем энергоресурсы.

Цены на продовольствие  только расти. Схожая ситуация в десятках стран. Где-то уже гибнут люди, где-то еще пытаются что-то придумать.

Наши земельные ресурсы огромны. И несмотря на то, что в целом климат нашей страны для сельского хозяйства - не лучший (дефицит тепла, либо дефицит влаги), при умелом подборе культур можно прокормить огромное количество людей.

Однако существует ряд объективных проблем, которые сильно затрудняют, а в ряде случаев вообще не позволяют увеличить производство продовольствия в России.

Для начала, большая часть плодородной земли уже используется, и фермерам приходится отвоевывать у природы все больше территорий, на которых мало что растет. Земля нередко отвечает тем, что отбирает хорошие земли: только за последние полвека из-за деградации почв производительность сельского хозяйства сократилась.

Многие пестициды, благодаря которым увеличивается урожайность, теряют эффективность: насекомые вырабатывают к ним иммунитет.

Еще один важнейший сдерживающий элемент - вода. 17% всех посевных угодий в России орошаются искусственно; на них выращивается от 30 до 40% всего урожая, однако во многих областях страны все больше заявляет о себе водный дефицит.

Ученые биотехнологии России в принципе могут предложить вторую зеленую революцию, к примеру, за счет выведения устойчивых к засухе растений или сортов, не боящихся грызунов и насекомых.

Еще одна проблема – нерациональность использования площадей. Всего для выращивания урожаев и выпаса скота мы используем лишь около 12% всей площади страны. Для этого мы уже вырубили треть всего леса в России и распахали четверть всех природных лугов. Еще несколько сотен тысяч гектаров занимают городские и застроенные зоны.

Кроме того учитывая большую протяженность территории нашей страны очень остро стоит проблема транспортировки выращенного урожая до потребителя.

Все вышеперечисленное ставит под сомнение возможность решения в ближайшем будущем проблемы обеспечения продовольственной безопасности, стоящей перед человечеством, путем развития традиционного промышленного сельского хозяйства.

В настоящее время на гидропонике выращивают, в основном, фрукты и ягоды, а также некоторые виды овощей.

 

 

 

  • Теоретическая часть
    • Новые знания

Работая над проектом, я узнала много нового о растениях. Я узнала, как устроено семя. Оно состоит из семенной кожуры, семядолей и зародыша. Семенная кожура защищает семя от повреждений и высыхания. В семядолях содержатся питательные вещества для зародыша. А зародыш дает жизнь новому растению.

Я узнала, что такое процесс фотосинтеза. Фотосинтез  происходит в листьях растений . Углекислый газ, содержащийся в воздухе, проникает в лист. Вода и минеральные вещества поступают из почвы в корни и дальше по стеблям в листья растения. В листьях есть зеленый пигмент хлорофилл, который поглощает солнечный свет. Под действием солнечного света в листьях начинаются химические превращения. Из углекислого газа, воды и минеральных веществ растение само создает себе пищу и поэтому растет. А самое главное, что в процессе этих химических превращений растение выделяет кислород, который необходим всем нам для дыхания. Без кислорода все живое погибнет. Поэтому фотосинтез – это процесс, от которого зависит вся жизнь на Земле

Гидропоника - это обобщенный термин, означающий один из методов культивирования растений без почвы на питательных растворах, содержащих полный набор необходимых для роста и развития веществ в необходимой концентрации и доступной растению форме. При этом необходимо создать благоприятные условия для развития корней и питания растения. Для этого нужно обеспечить контакт корней с питательным раствором и постоянный доступ к корням воздуха, а также создать оптимальную влажность в пространстве между питательным раствором и основанием корней, так как при недостатке влаги они быстро засохнут.

Различают три основных метода выращивания растений на питательных растворах:

- водная культура - собственно, гидропоника;

- субстратная культура - гидрокультура;

- воздушная культура - аэропоника.

Гидропоника или водная культура - это метод выращивания, при котором растение укореняется в тонком слое органического субстрата (торф, мох и т.п.), уложенного на сетчатую основу, опущенную в поддон с питательным раствором.

Корни растений через субстрат и отверстия основы опускаются в раствор, питая растение. Этот метод самый старый, но не самый лучший. При гидропонном способе выращивания растений сложность представляет аэрация корней, так как содержащегося в питательном растворе кислорода растению не достаточно, и корневую систему растения полностью погрузить в раствор нельзя. Для обеспечения дыхания корней между раствором и основой оставляют воздушное пространство для молодых растений 3см, для взрослых - 6см. При этом необходимо позаботиться о поддержании повышенной влажности воздуха в этом пространстве, иначе корни быстро засохнут. Питательный раствор заменяется раз в месяц.

Для выращивания растений методом водной культуры нужен специальный гидропонный горшок, который можно изготовить и самостоятельно.

Считается, что беспочвенные методы культивирования растений, гидропоника – детище современных технологий. Это технологии будущего, успешно разрабатываемые в разных странах, но стоит вспомнить пословицу: новое – хорошо забытое старое.

Но, даже в то далекое время гидропонные методы не являлись абсолютным новшеством. Конечно с натяжкой, но их можно назвать гидропонными. Первый, кто задумался о том, как питаются растения – Аристотель. Во всяком случае, его перу принадлежат работы, где он пытался объяснить сей процесс. Аристотель утверждал, что растения получают необходимую пищу в конечной (уже органической) форме, затрагивая этот вопрос лишь по способу перемещения веществ по стволу растения. Затем на многие столетия в изучении питания растений наступила пауза, пока этим вопросом не стал экспериментально заниматься голландский учёный Иоганн Баптист Ван Гельмонт (1575 – 1642). Он первый решил выяснить, чем питаются и откуда берут себе пищу растения. Гельмонт решил провести опыт: набил в бочку ровно 200 фунтов (1 фунт – 453.6 г) тщательно просеянной и высушенной почвы, затем посадил туда ветвь ивы, весившую пять фунтов. В течение пяти лет он внимательно следил за чистотой эксперимента, не позволял букашкам и даже пыли попасть в почву. Поливал иву исключительно дождевой водой. По истечении указанного срока он взвесил выросшее растение, результат его поразил: вес ивы увеличился на 164 фунта, когда вес почвы - уменьшился лишь на две унции (1 унция – 28. 35 г). Естественно, объяснил он это совершенно неправильно, сделав вывод, что необходимые растению вещества были получены только из воды, не приняв во внимание роль углекислого газа и тех двух унций почвы. Хотя для уровня науки того времени – это простительно. Хорошо уже то, что он поднял вопрос питания растений .

Беркли проводил обширные опыты вне помещений, о которых он впервые сообщил в 1929 г. Им разработана теория “гидропоники”, или водных культур (по аналогии с “геопоникой” - греческим термином для почвенных культур), и он утверждал, что выращивание растений без почвы в широких масштабах вполне осуществимо и целесообразно. Его опыты показали возможность выращивания различных растений в больших количествах в корытах, наполненных питательным раствором.

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 сообщения послевоенной прессы, в качестве первооткрывателя метода беспочвенного выращивания растений, большей частью фигурирует лишь профессор Геррике.

  • Условия роста и развития растений

На уроках биологии мы познакомились с разными способами получения знаний:

Наблюдение                                                                      

Экспериментирование (практическая работа)

Получение информации из книг

Исследование начинается с выдвижения гипотезы. Мы предположили, что растениям для роста и развития необходимы:

Вода

Свет

Тепло

Воздух

Пища

  • Интересные факты о фасоли

Фасоль относится к семейству бобовых. Плоды бобовых растений называют бобами. Боб состоит из двух створок, между которыми лежат семена. Мы называем эти плоды стручками. У одних растений бобы маленькие — 1—2 мм, у других — более 1 м.

Люди употребляли в пищу бобовые растения с очень давних времен. При раскопках древних поселений ученые-археологи нередко находят  обугленные зерна бобов. Сейчас на полях и в огородах выращивают бобовые растения: горох, бобы, фасоль, сою, чечевицу. Их едят люди. А на корм животным высевают кормовые бобовые травы — клевер, вику, люцерну. Сеют бобовые растения обычно ранней весной. Урожай бывает богатый: посеешь одно зернышко, соберешь 100—150.

Бобы часто называют растительным мясом: в них  много белка. Бобовые растения важны для земледелия. На их корнях образуются маленькие клубеньки, в которых живут особые бактерии, усваивающие азот из воздуха. Вот почему после бобовых в почве остается много азота. Он очень полезен пшенице, кукурузе и многим другим растениям, которые потом будут посеяны на том же поле. Из стеблей и листьев готовят сено, питательный силос, который любят коровы, овцы, свиньи. Среди бобовых также много растений, дающих ценное сырье, краски, лекарства. А душистый горошек, многолетний люпин с яркими цветками украшают наши клумбы.

  • Минеральное питание растений

Растение своей корневой системой поглощает из почвенных растворов и затем усваивает необходимые ему минеральные вещества. Для всех растений абсолютно необходимы 13 элементов, которые принимают участие в обмене веществ: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, марганец, медь, цинк, бор, молибден, хлор. При полном отсутствии в почве одного из этих элементов происходят резкие изменения основных жизненных функций растений - тормозится рост, нарушается нормальный ход фотосинтеза. Азот, фосфор, калий, кальций, сера и магний содержатся в растениях в значительных количествах и называются макроэлементами (от греческого слова «макрос» - большой), остальные - в ничтожных количествах и называются микроэлементами (от греческого слова «микрос» - маленький), но и они очень важны для растения.

Ряду растений нужны и другие элементы, не они не абсолютно необходимы им. Так, ничтожные количества кобальта усиливают рост сои, повышают содержание хлорофилла в листьях и витамина В12 в клубеньках, которые образуются на корнях растения, что очень важно для жизнедеятельности клубеньковых бактерий, обогащающих почву азотом.

Знать физиологическую роль необходимых для растения элементов, механизм их поглощения и передвижения в растении очень важно для того, чтобы правильно применять удобрения и получать высокие урожаи.

Нужно уметь своевременно заметить нехватку того или иного элемента в почве. Обеспеченность почвы минеральными элементами можно определить путем химического анализа почвы, а также самих растений. Недостаток питательных веществ (или их избыток) можно заметить и простым глазом по изменению окраски листьев, их формы, резкому замедлению роста и развития растений, если, конечно, они не вызваны другими причинами: вредителями, болезнями, засухой, холодом.

 

  • Основные признаки недостаточности питательных элементов

При нехватке азота (N) у растений - бледно-зеленая окраска и пожелтение листьев, слабый рост и раннее опадание листьев. Если мало фосфора (P) - темно-зеленая или голубоватая окраска листьев; появляются красные, пурпурные оттенки; темный, иногда почти черный цвет засыхающих листьев. При недостатке калия (K) - пожелтение или побурение листьев, отмирание ткани либо закручивание книзу краев листа, морщинистость листьев.

Чтобы восполнить недостаток тех или иных веществ в почве, в нее вносят в виде подкормок соответствующие удобрения, в том числе и специальные микроудобрения, содержащие микроэлементы.

 

  • Преимущества гидропонного метода выращивания растений:

     При применении настоящего способа существенно поднимается  урожайность плодовых  растений. Интенсивное цветение декоративных растений также доказывает положительное влияние гидропоники на их рост. Этот метод помогает снабдить растение всеми необходимыми ему полезными веществами. Оно растет крепким и здоровым, причем гораздо быстрее, чем в почве.

     Растение не накапливает вредных и пагубно влияющих на человеческий организм элементов, содержащихся в почве. Как правило, это ядовитые органические соединения, избыток нитратов, радионуклиды, тяжелые металлы и прочие. Особенно это актуально для плодовых растений. Ведь при использовании метода гидропоники растения получают только лишь полезные вещества.

     Растения не нуждаются в ежедневном поливе. И расход воды при гидропонике гораздо проще контролировать. Каждое растение требует исключительно индивидуального подхода. В зависимости от системы выращивания и объема емкости необходимо систематически доливать воду – одному растению раз в три дня, другому раз в месяц.

    При почвенном выращивании растения нередко страдают от пересыхания и недостатка кислорода,  в случае переувлажнения. С применением способа гидропоники это совершенно исключено.

     Процедура пересаживания многолетних растений при использовании технологии гидропоники существенно облегчается. Ведь при пересадке их в почву корни в любом случае травмируются, в той или иной степени.

     Благодаря гидропонике можно избежать таких проблем, как вредители и всевозможные разновидности грибков и болезней, которые встречаются у растений, растущих в почве. Вопрос о применении ядохимикатов сам собой отпадает.

     Отпадает необходимость применения новой почвы, что значительно уменьшает затраты на процесс выращивания комнатных растений.

     С практический точки зрения за такими растениями легче ухаживать, нет грязи от земли, нет посторонних запахов, нет вредителей, которые могут завестись в почве, а потом распространиться и на помещение.

  • Минусы применения технологии гидропоники

      Изначально стоимость такого решения будет существенно выше, чем приобретения обычного грунта.

    Нужно вложить немного труда, дабы самостоятельно собрать систему. Это займет немало времени и сил. А ежели приобрести уже готовую систему, то вам придется выложить определенную сумму. Плюс в том, что изначальные затраты и времени и денег окупятся с лихвой, поскольку растение начнет расти в несколько раз быстрее и ухаживать за ним будет намного легче.

    Стереотипы и общественное мнение дают свое. Многие такой способ выращивания растений ассоциируют с искусственным методом с применением химических удобрений – то есть ядохимикатами, которые пагубно влияют на здоровье. Однако такого рода суждения возникают исключительно от незнания того, что такое гидропоника.

  1. 2. Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки

При проведении практической части исследований на первоначальном этапе нам необходимо было определиться с конструкцией гидропонной установки, которою мы с мамой 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. Большой горшок для комнатных растений
  2. Маленький горшок
  3. Керамзит

В маленьком горшке сами сделали достаточно большое количество отверстий, для того, чтобы корни будущего растения могли развиваться.

Составные части установки, порядок ее сборки  и общий вид представлены на рисунке 1.

Дальше мы выбрали субстрат в котором будем выращивать растение.

В качестве субстрата должны использоваться инертные материалы.

Мы выбрали керамзит, так как он обладает следующими положительными свойствами:

1) гигроскопичен

2) долговечен

3) пористый, в нем растение может достаточно долго сохраняет влагу(в системах подпором)

4) после подготовки не меняет pH раствора

Керамзит мы купили в магазине и провели его подготовку. Сначала мы отобрали керамзитный камень размером 3…4 миллиметра, затем обработали его азотной кислотой и несколько раз тщательно промыв высушили. Внешний вид керамзита перед применением показан на рисунке 2.

На следующем этапе исследований мы выбрали растение, которое будем выращивать на гидропонике. Выбор пал на фасоль, так я хотела, не только вырастить растение, но и попробовать на вкус результаты своей работы.

А фасоль я люблю. Сорт фасоли был подобран таким образом, чтобы не возникло проблем с опылением его цветков.

Для предварительного проращивания семян мы использовали традиционный метод: в чашу с водой и ватными дисками поместили фасоль.

Начало эксперимента 14 июнь 2016 г.

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июнь

   15 июнь

    16 июнь

    17 июнь

    18 июнь

   19 июнь

   20

июнь

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

Фото 1: первый день                        Фото 2: второй день

 

     

 

          Фото 3: третий день                           Фото 4: пятый день

                              Фото 5: седьмой день

В ходе эксперимента мы создавали растениям различные условия, чтобы определить их влияние на рост и развитие растения.

Например, часть семян мы предварительно замочили в воде, а другие посадили без  замачивания. Те семена, которые были замочены, дали более ранние и дружные всходы. Таким образом, мы сделали вывод о необходимости воды для роста и  развития растения.          

Также мы заметили, что семена, которые поливали слишком обильно, не проросли, а погибли, в то время как семена, которые поливались умеренно и рыхлились, развивались очень хорошо. Так мы сделали вывод о необходимости воздуха для роста растений.

   Поставив один горшок с семенами в теплое, а другой в прохладное место, мы наблюдали, что в тепле растение развивается намного лучше, а растение в холоде как будто замерло и спит. Значит, тепло также является необходимым условием для развития растения.

В один горшок мы посадили семена редко, а в другой – густо. Мы заметили, что густо посаженные растения получились бледными, слабыми и вытянутыми, а редко посаженные растения имели  ярко-зеленые листья и крепкие стебли. Объяснение этому мы нашли в том, что густо посаженным растениям не хватало солнечного света, так как они затеняли друг друга. Значит, солнечный свет необходим для растений.

Из книг мы узнали, что растения получают питание из почвы. Чем более богата питательными веществами почва, тем лучше развивается и плодоносит растение. Таким образом, наличие плодородной почвы также является необходимым условием для получения хорошего урожая.

После того как семена проросли, мы пересадили их в заранее подготовленный горшок с землей.

 

 

 

 

 

 

Фото 6: посадка в горшок с грунтом

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники

А когда из земли проросли два первых листочка, мы осторожно выкопали растение и промыв корни проточной водой поместили фасоль в горшочек гидропонной установки, аккуратно присыпав корни керамзитом.

        Поместите в ведро земляной ком с корнем растения и замочите на несколько часов водой комнатной температуры.

        По истечению этого времени под водой аккуратно отделите землю и при помощи легкой струи воды комнатной температуры осторожно отмойте корни.

       После очистки расправьте корни к низу и засыпьте их субстратом. При этом не требуется, чтобы растение непосредственно корнями касалось водяного слоя.  Раствор поднимется вверх по капиллярам субстрата и достигнет корней. Через некоторое время растения сами прорастут на необходимую глубину.

      Полейте субстрат сверху обычной водой. Затем залейте воду в сосуд до необходимого уровня и оставьте растение адаптироваться приблизительно на неделю.

     Только после истечения этого периода в воду можно добавлять удобрения.

2.3.  Рецепт для выращивания фасоли на гидропонике

Магний сернокислый 5,37 гр/10литров

Кальций азотнокислый 16,88 гр/10литров

Монокалий фосфат 5,25 гр/10литров

Калий сернокислый 1,25 гр/10литров

Вода 10литров

Приготовить собственноручно раствор для гидропонного метода выращивания, не сложно, и более того это занятие не требует особых навыков и знаний, а рецепты настолько просты что будут понятны даже начинающему садоводу.

     В приготовлении питания для Ваших любимых растений вы можете использовать одно из двух решений:

1.Приготовить питательную смесь компонентов самому после чего растворить ее в подготовленной воде (отстоявшуюся не менее 2-х суток, с отрегулированным уровнем pH). При выборе этого решения Вам придется искать и приобретать все элементы указанные в рецепте самому, далее смешивать их в точных пропорциях для чего Вам просто необходимы весы с диапазоном взвешивания от 0.1 до 500 граммов.

  1. Купить в магазине гидропоники уже готовые удобрения для гидропоники, такие как Flora Series, и Etisso. Если Вы выбрали в качестве питания уже готовые удобрения Вам остается всего, лишь смешать их с нужным количеством воды, согласно инструкции на обратной стороне упаковки (емкости)

2.4. Вода для приготовления растворов

Что касается воды для приготовления раствора, то она должна быть чистой, и не жесткой, а также не должна содержать примесей. Лучше всего подходит для приготовления раствора дистиллированная вода, но если дистиллированную воду найти представляется проблемно, то можно использовать дождевую, из котлована или водопроводную воду, которую необходимо отстоять в темном месте не менее 2-х суток (нейтрализация хлора). Если у Вас из под крана бежит жесткая вода то ее можно смягчить при помощи торфа. Для этого берется торф, из расчета 700г на 10л воды в сетке опускают в емкость с водой и оставляют примерно на 10-12 часов, а лучше оставить на ночь. Профильтрованную от торфяной крошки воду утром можно использовать для приготовления питательного раствора или для полива растений. Еще для смягчения жесткой воды существуют специальные картриджи к фильтрам и таблетки смягчители (pH таблетки).

Немного о приготовлении растворов

    Все необходимые для приготовления растворов соли хранят отдельно в сухом или растворенном виде в закрытой стеклянной посуде. Исключение составляют соли железа, которые необходимо хранить в посуде из темного стекла в сухом виде и растворять только перед употреблением иначе выпадают в осадок.

    Для приготовления питательных растворов все минеральные соли берутся в строго определенных в рецепте количествах, разводятся отдельно в небольшом количестве воды, далее растворяются в резервуаре с подготовленной водой. Смешивание сухих солей НЕ ДОПУСТИМО! Неправильно приготовленный раствор сведет на нет все ваши труды.

    В осенне-зимний период количество азота должно быть минимальным. Зимой, в период покоя, следует использовать питательный раствор в половинной концентрации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

Проанализировав наши наблюдения в ходе эксперимента, и изучив дополнительные материалы по теме проекта, я сделала выводы о необходимых условиях для роста и развития растений:

  • Растению нужна вода. В каждом семени есть запас питательных веществ, небольшая «кладовая». Но семена могут использовать только растворенные в воде питательные вещества. Поэтому когда семена попадают во влажную среду, питательные вещества  растворяются в воде и дают семени силы для роста. 
  • Растению нужен воздух. Как все живое, семя дышит кислородом. А кислород, как известно, содержится в воздухе. Без доступа воздуха растение погибнет.
  • Растению нужно тепло. В тепле все процессы происходят быстрее. А холод не дает семени прорастать. Без тепла растение погружается в спячку и может даже погибнуть.
  • Растению нужен свет. Под действием солнечного света в листьях растений вырабатываются питательные вещества. Листья - это «живые заводы» по производству еды. В них содержится клейкое зеленое вещество – хлорофилл. С его помощью растения вырабатывают себе пищу. Она похожа на сладковатый сок и называется живицей. Поступая во все части растения, живица питает его и дает силы для роста. Образование питательных соков в листьях растений называется фотосинтезом.
  • Растение получает питательные вещества из почвы. Корни растения вытягивают из почвы воду и минеральные вещества. Если почва бедная, то растение хуже развивается и плодоносит. Поэтому люди вносят в почву удобрения, чтобы получать хороший урожай.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Ученые убеждены: сегодня нереально вырастить экологически чистый продукт в открытом грунте. Тут нужна гидропоника: ведь промышленные примеси, загрязняющие внешнюю среду, обнаруживаются даже в начисто лишенной индустрии Гренландии! Технику в таком хозяйстве тоже использовать нежелательно, чтобы не вносить в почву бензин и машинное масло - допускается только ручной труд или механизмы, работающие на электричестве.

Овощи и фрукты, произведенные с соблюдением этих условий, имеют давно забытый нами натуральный вкус и аромат, не идущий ни в какое сравнение с ощущением на языке, которое оставляют "пластмассовая" клубника и "восковые" яблоки из супермаркета. Экологически чистые овощи и фрукты никогда не замораживают и не пичкают консервантами, поэтому они, как правило, долго не хранятся: такую еду доставляют обычно потребителю домой в свежем виде.

     Я многое узнала о гидропонике. В начале были неудачи. У меня не получалось. Но поняв причину своих неудач, все же я продолжаю эту работу. Очень интересная и увлекательная тема.

Хочу в дальнейшем больше изучить литературу и углубить свои знания.

Всем организаторам большое спасибо за такой конкурс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

  1. http://www.unesco.org/most/
  2. http://www.macfound.ru/
  3. http://www.unfpa.org/
  4. Гидропоника для любителей. Зальцер Э. Перевод с немецкого М.П.Чумакова, издательство "Колос" 1965 год Москва.
  5. Алиев Э.А. "Выращивание овощей в гидропонных теплицах".
  6. Чесноков В.А., Базырина Е.Н. и др., "Выращивание растений без почвы".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения

 

Так прорастают семена фасоли                     Строение семя фасоли

 

 

 

Процесс фотосинтеза                                          Бобы фасоли

 

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июня

   15 июня

    16 июня

    18 июня

    21 июня

   23 июня

   25

июня

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

 

   

                  14.06.16 г.                                18.06.16 г.

                 .

                 21.06.16 г.                                                23.06.16 г

       

                                                        30.06.16 г.

 

                                                    Посадка в грунт

 

 

 

 

 

 

                   Посадка в грунт

 

 

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               Исследовательская работа

«Беспочвенное выращивание растений»

 

 

 

 

 

 

 

Автор:

Утегалиева Анита Ришатовна

4 «б» класс, Володарский район,

с.Сизый Бугор

Научный руководитель:

Утегалиева Эльмира Махсутовна,

учитель биологии

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Астрахань 2016

                                                            

 

Содержание

 

Введение ………………………………………………….……………….. 3

  • Теоретическая часть
    • Новые знания…………………………………………………………6
    • Условия роста и развития растений ……………………………….9
    • Интересные факты о фасоли………………………………………...9
    • Минеральное питание растений…………………………………….10
    • Основные признаки недостаточности питательных элементов…..10
    • Преимущества гидропонного метода выращивания растений……11
    • Минусы применения технологии гидропоники……………………12

  2) Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки……………………………….12

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники……...16

2.3. Рецепт для выращивания фасоли………………………………………17

2.4. Вода для приготовления растворов……………………………………17

Выводы……………………………………………………………….............19

Заключение…………………………………………………………………..20

Список литературы………………………………………………………….21

Приложения………………………………………………………………….22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 Актуальность

Человек издавна пытается обеспечить себя продуктами питания, создавая искусственные условия для выращивания растений. Люди уже умели управлять температурными режимами выращивания роз и овощей в особых ямах. Люди шаг за шагом познавали секреты плодородия почв. Итог этих исследований парадоксален: возникла мысль полностью отказаться от почвы! В начале XX в. в России опыт с водными культурами в широких масштабах проводил К.А.Тимирязев. Этот метод называется гидропоникой. Благодаря этому методу можно довести растение до полного созревания семян. В результате можно установить, как будут развиваться растения в разных условиях. Использование беспочвенного метода выращивания растений позволит обеспечить людей продуктами питания в разных природно-климатических условиях.

     Проблема исследования: Выращивание растений на минеральных растворах.

     Цель: 

  • Выяснить, какие условия нужны для роста и хорошего развития фасоли
  • Узнать новое и интересное из жизни растений расширить свой кругозор
  • Пополнить свой словарный запас.

 

    Задачи:  

  1. изучить литературу по данной теме;
  2. сделать сравнительный анализ уже существующих способов выращивания растений на беспочвенных средах;
  3. провести эксперимент по изучению наиболее оптимального минерального состава для выращивания растений;
  4. выяснить, как влияют  различные минеральные вещества на рост и развитие растений;
  5. проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Объект исследования: минеральное питание растений.

Предмет исследования: выращивание фасоли на беспочвенных средах.

Методы исследования: анализ литературы по изучаемой теме, сравнение,  эксперимент.

Исследовательская   работа   рассчитана  на  повышение  и расширение уровня знаний по биологии.

Гипотеза: На правильно подобранных питательных средах можно выращивать растения без почвы.

 

Результат исследования:

Начало работы:  июнь 2016 года.

Завершение работы:  сентябрь 2016 года

      Выращивание растений и наблюдение за ними – очень увлекательный и познавательный процесс. Развитие растения от прорастания семечка до появления первых цветов или плодов – это волшебство природы. Требуется много времени и терпения, прежде чем вырастет полноценное растение.

Так прорастают семена фасоли:

 

        Я выбрала эту тему проекта потому, что мне хотелось выяснить, что надо сделать, чтобы свершилось это чудо природы – превращение маленького семечка во взрослое растение.

Растение начинает свою жизнь с семени. Крошечное семечко попадает в землю, оно начинает расти, появляются корень и росток, затем листья, цветы и плоды. Число бедных и голодных в мире в ближайшие годы будет стремительно расти. Нехватка продуктов или их непомерная стоимость вызвали уже десятки бунтов в разных странах мира. Эксперты предполагают, что именно еда может стать более важным фактором мировой политики, чем энергоресурсы.

Цены на продовольствие  только расти. Схожая ситуация в десятках стран. Где-то уже гибнут люди, где-то еще пытаются что-то придумать.

Наши земельные ресурсы огромны. И несмотря на то, что в целом климат нашей страны для сельского хозяйства - не лучший (дефицит тепла, либо дефицит влаги), при умелом подборе культур можно прокормить огромное количество людей.

Однако существует ряд объективных проблем, которые сильно затрудняют, а в ряде случаев вообще не позволяют увеличить производство продовольствия в России.

Для начала, большая часть плодородной земли уже используется, и фермерам приходится отвоевывать у природы все больше территорий, на которых мало что растет. Земля нередко отвечает тем, что отбирает хорошие земли: только за последние полвека из-за деградации почв производительность сельского хозяйства сократилась.

Многие пестициды, благодаря которым увеличивается урожайность, теряют эффективность: насекомые вырабатывают к ним иммунитет.

Еще один важнейший сдерживающий элемент - вода. 17% всех посевных угодий в России орошаются искусственно; на них выращивается от 30 до 40% всего урожая, однако во многих областях страны все больше заявляет о себе водный дефицит.

Ученые биотехнологии России в принципе могут предложить вторую зеленую революцию, к примеру, за счет выведения устойчивых к засухе растений или сортов, не боящихся грызунов и насекомых.

Еще одна проблема – нерациональность использования площадей. Всего для выращивания урожаев и выпаса скота мы используем лишь около 12% всей площади страны. Для этого мы уже вырубили треть всего леса в России и распахали четверть всех природных лугов. Еще несколько сотен тысяч гектаров занимают городские и застроенные зоны.

Кроме того учитывая большую протяженность территории нашей страны очень остро стоит проблема транспортировки выращенного урожая до потребителя.

Все вышеперечисленное ставит под сомнение возможность решения в ближайшем будущем проблемы обеспечения продовольственной безопасности, стоящей перед человечеством, путем развития традиционного промышленного сельского хозяйства.

В настоящее время на гидропонике выращивают, в основном, фрукты и ягоды, а также некоторые виды овощей.

 

 

 

  • Теоретическая часть
    • Новые знания

Работая над проектом, я узнала много нового о растениях. Я узнала, как устроено семя. Оно состоит из семенной кожуры, семядолей и зародыша. Семенная кожура защищает семя от повреждений и высыхания. В семядолях содержатся питательные вещества для зародыша. А зародыш дает жизнь новому растению.

Я узнала, что такое процесс фотосинтеза. Фотосинтез  происходит в листьях растений . Углекислый газ, содержащийся в воздухе, проникает в лист. Вода и минеральные вещества поступают из почвы в корни и дальше по стеблям в листья растения. В листьях есть зеленый пигмент хлорофилл, который поглощает солнечный свет. Под действием солнечного света в листьях начинаются химические превращения. Из углекислого газа, воды и минеральных веществ растение само создает себе пищу и поэтому растет. А самое главное, что в процессе этих химических превращений растение выделяет кислород, который необходим всем нам для дыхания. Без кислорода все живое погибнет. Поэтому фотосинтез – это процесс, от которого зависит вся жизнь на Земле

Гидропоника - это обобщенный термин, означающий один из методов культивирования растений без почвы на питательных растворах, содержащих полный набор необходимых для роста и развития веществ в необходимой концентрации и доступной растению форме. При этом необходимо создать благоприятные условия для развития корней и питания растения. Для этого нужно обеспечить контакт корней с питательным раствором и постоянный доступ к корням воздуха, а также создать оптимальную влажность в пространстве между питательным раствором и основанием корней, так как при недостатке влаги они быстро засохнут.

Различают три основных метода выращивания растений на питательных растворах:

- водная культура - собственно, гидропоника;

- субстратная культура - гидрокультура;

- воздушная культура - аэропоника.

Гидропоника или водная культура - это метод выращивания, при котором растение укореняется в тонком слое органического субстрата (торф, мох и т.п.), уложенного на сетчатую основу, опущенную в поддон с питательным раствором.

Корни растений через субстрат и отверстия основы опускаются в раствор, питая растение. Этот метод самый старый, но не самый лучший. При гидропонном способе выращивания растений сложность представляет аэрация корней, так как содержащегося в питательном растворе кислорода растению не достаточно, и корневую систему растения полностью погрузить в раствор нельзя. Для обеспечения дыхания корней между раствором и основой оставляют воздушное пространство для молодых растений 3см, для взрослых - 6см. При этом необходимо позаботиться о поддержании повышенной влажности воздуха в этом пространстве, иначе корни быстро засохнут. Питательный раствор заменяется раз в месяц.

Для выращивания растений методом водной культуры нужен специальный гидропонный горшок, который можно изготовить и самостоятельно.

Считается, что беспочвенные методы культивирования растений, гидропоника – детище современных технологий. Это технологии будущего, успешно разрабатываемые в разных странах, но стоит вспомнить пословицу: новое – хорошо забытое старое.

Но, даже в то далекое время гидропонные методы не являлись абсолютным новшеством. Конечно с натяжкой, но их можно назвать гидропонными. Первый, кто задумался о том, как питаются растения – Аристотель. Во всяком случае, его перу принадлежат работы, где он пытался объяснить сей процесс. Аристотель утверждал, что растения получают необходимую пищу в конечной (уже органической) форме, затрагивая этот вопрос лишь по способу перемещения веществ по стволу растения. Затем на многие столетия в изучении питания растений наступила пауза, пока этим вопросом не стал экспериментально заниматься голландский учёный Иоганн Баптист Ван Гельмонт (1575 – 1642). Он первый решил выяснить, чем питаются и откуда берут себе пищу растения. Гельмонт решил провести опыт: набил в бочку ровно 200 фунтов (1 фунт – 453.6 г) тщательно просеянной и высушенной почвы, затем посадил туда ветвь ивы, весившую пять фунтов. В течение пяти лет он внимательно следил за чистотой эксперимента, не позволял букашкам и даже пыли попасть в почву. Поливал иву исключительно дождевой водой. По истечении указанного срока он взвесил выросшее растение, результат его поразил: вес ивы увеличился на 164 фунта, когда вес почвы - уменьшился лишь на две унции (1 унция – 28. 35 г). Естественно, объяснил он это совершенно неправильно, сделав вывод, что необходимые растению вещества были получены только из воды, не приняв во внимание роль углекислого газа и тех двух унций почвы. Хотя для уровня науки того времени – это простительно. Хорошо уже то, что он поднял вопрос питания растений .

Беркли проводил обширные опыты вне помещений, о которых он впервые сообщил в 1929 г. Им разработана теория “гидропоники”, или водных культур (по аналогии с “геопоникой” - греческим термином для почвенных культур), и он утверждал, что выращивание растений без почвы в широких масштабах вполне осуществимо и целесообразно. Его опыты показали возможность выращивания различных растений в больших количествах в корытах, наполненных питательным раствором.

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 сообщения послевоенной прессы, в качестве первооткрывателя метода беспочвенного выращивания растений, большей частью фигурирует лишь профессор Геррике.

  • Условия роста и развития растений

На уроках биологии мы познакомились с разными способами получения знаний:

Наблюдение                                                                      

Экспериментирование (практическая работа)

Получение информации из книг

Исследование начинается с выдвижения гипотезы. Мы предположили, что растениям для роста и развития необходимы:

Вода

Свет

Тепло

Воздух

Пища

  • Интересные факты о фасоли

Фасоль относится к семейству бобовых. Плоды бобовых растений называют бобами. Боб состоит из двух створок, между которыми лежат семена. Мы называем эти плоды стручками. У одних растений бобы маленькие — 1—2 мм, у других — более 1 м.

Люди употребляли в пищу бобовые растения с очень давних времен. При раскопках древних поселений ученые-археологи нередко находят  обугленные зерна бобов. Сейчас на полях и в огородах выращивают бобовые растения: горох, бобы, фасоль, сою, чечевицу. Их едят люди. А на корм животным высевают кормовые бобовые травы — клевер, вику, люцерну. Сеют бобовые растения обычно ранней весной. Урожай бывает богатый: посеешь одно зернышко, соберешь 100—150.

Бобы часто называют растительным мясом: в них  много белка. Бобовые растения важны для земледелия. На их корнях образуются маленькие клубеньки, в которых живут особые бактерии, усваивающие азот из воздуха. Вот почему после бобовых в почве остается много азота. Он очень полезен пшенице, кукурузе и многим другим растениям, которые потом будут посеяны на том же поле. Из стеблей и листьев готовят сено, питательный силос, который любят коровы, овцы, свиньи. Среди бобовых также много растений, дающих ценное сырье, краски, лекарства. А душистый горошек, многолетний люпин с яркими цветками украшают наши клумбы.

  • Минеральное питание растений

Растение своей корневой системой поглощает из почвенных растворов и затем усваивает необходимые ему минеральные вещества. Для всех растений абсолютно необходимы 13 элементов, которые принимают участие в обмене веществ: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, марганец, медь, цинк, бор, молибден, хлор. При полном отсутствии в почве одного из этих элементов происходят резкие изменения основных жизненных функций растений - тормозится рост, нарушается нормальный ход фотосинтеза. Азот, фосфор, калий, кальций, сера и магний содержатся в растениях в значительных количествах и называются макроэлементами (от греческого слова «макрос» - большой), остальные - в ничтожных количествах и называются микроэлементами (от греческого слова «микрос» - маленький), но и они очень важны для растения.

Ряду растений нужны и другие элементы, не они не абсолютно необходимы им. Так, ничтожные количества кобальта усиливают рост сои, повышают содержание хлорофилла в листьях и витамина В12 в клубеньках, которые образуются на корнях растения, что очень важно для жизнедеятельности клубеньковых бактерий, обогащающих почву азотом.

Знать физиологическую роль необходимых для растения элементов, механизм их поглощения и передвижения в растении очень важно для того, чтобы правильно применять удобрения и получать высокие урожаи.

Нужно уметь своевременно заметить нехватку того или иного элемента в почве. Обеспеченность почвы минеральными элементами можно определить путем химического анализа почвы, а также самих растений. Недостаток питательных веществ (или их избыток) можно заметить и простым глазом по изменению окраски листьев, их формы, резкому замедлению роста и развития растений, если, конечно, они не вызваны другими причинами: вредителями, болезнями, засухой, холодом.

 

  • Основные признаки недостаточности питательных элементов

При нехватке азота (N) у растений - бледно-зеленая окраска и пожелтение листьев, слабый рост и раннее опадание листьев. Если мало фосфора (P) - темно-зеленая или голубоватая окраска листьев; появляются красные, пурпурные оттенки; темный, иногда почти черный цвет засыхающих листьев. При недостатке калия (K) - пожелтение или побурение листьев, отмирание ткани либо закручивание книзу краев листа, морщинистость листьев.

Чтобы восполнить недостаток тех или иных веществ в почве, в нее вносят в виде подкормок соответствующие удобрения, в том числе и специальные микроудобрения, содержащие микроэлементы.

 

  • Преимущества гидропонного метода выращивания растений:

     При применении настоящего способа существенно поднимается  урожайность плодовых  растений. Интенсивное цветение декоративных растений также доказывает положительное влияние гидропоники на их рост. Этот метод помогает снабдить растение всеми необходимыми ему полезными веществами. Оно растет крепким и здоровым, причем гораздо быстрее, чем в почве.

     Растение не накапливает вредных и пагубно влияющих на человеческий организм элементов, содержащихся в почве. Как правило, это ядовитые органические соединения, избыток нитратов, радионуклиды, тяжелые металлы и прочие. Особенно это актуально для плодовых растений. Ведь при использовании метода гидропоники растения получают только лишь полезные вещества.

     Растения не нуждаются в ежедневном поливе. И расход воды при гидропонике гораздо проще контролировать. Каждое растение требует исключительно индивидуального подхода. В зависимости от системы выращивания и объема емкости необходимо систематически доливать воду – одному растению раз в три дня, другому раз в месяц.

    При почвенном выращивании растения нередко страдают от пересыхания и недостатка кислорода,  в случае переувлажнения. С применением способа гидропоники это совершенно исключено.

     Процедура пересаживания многолетних растений при использовании технологии гидропоники существенно облегчается. Ведь при пересадке их в почву корни в любом случае травмируются, в той или иной степени.

     Благодаря гидропонике можно избежать таких проблем, как вредители и всевозможные разновидности грибков и болезней, которые встречаются у растений, растущих в почве. Вопрос о применении ядохимикатов сам собой отпадает.

     Отпадает необходимость применения новой почвы, что значительно уменьшает затраты на процесс выращивания комнатных растений.

     С практический точки зрения за такими растениями легче ухаживать, нет грязи от земли, нет посторонних запахов, нет вредителей, которые могут завестись в почве, а потом распространиться и на помещение.

  • Минусы применения технологии гидропоники

      Изначально стоимость такого решения будет существенно выше, чем приобретения обычного грунта.

    Нужно вложить немного труда, дабы самостоятельно собрать систему. Это займет немало времени и сил. А ежели приобрести уже готовую систему, то вам придется выложить определенную сумму. Плюс в том, что изначальные затраты и времени и денег окупятся с лихвой, поскольку растение начнет расти в несколько раз быстрее и ухаживать за ним будет намного легче.

    Стереотипы и общественное мнение дают свое. Многие такой способ выращивания растений ассоциируют с искусственным методом с применением химических удобрений – то есть ядохимикатами, которые пагубно влияют на здоровье. Однако такого рода суждения возникают исключительно от незнания того, что такое гидропоника.

  1. 2. Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки

При проведении практической части исследований на первоначальном этапе нам необходимо было определиться с конструкцией гидропонной установки, которою мы с мамой 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. Большой горшок для комнатных растений
  2. Маленький горшок
  3. Керамзит

В маленьком горшке сами сделали достаточно большое количество отверстий, для того, чтобы корни будущего растения могли развиваться.

Составные части установки, порядок ее сборки  и общий вид представлены на рисунке 1.

Дальше мы выбрали субстрат в котором будем выращивать растение.

В качестве субстрата должны использоваться инертные материалы.

Мы выбрали керамзит, так как он обладает следующими положительными свойствами:

1) гигроскопичен

2) долговечен

3) пористый, в нем растение может достаточно долго сохраняет влагу(в системах подпором)

4) после подготовки не меняет pH раствора

Керамзит мы купили в магазине и провели его подготовку. Сначала мы отобрали керамзитный камень размером 3…4 миллиметра, затем обработали его азотной кислотой и несколько раз тщательно промыв высушили. Внешний вид керамзита перед применением показан на рисунке 2.

На следующем этапе исследований мы выбрали растение, которое будем выращивать на гидропонике. Выбор пал на фасоль, так я хотела, не только вырастить растение, но и попробовать на вкус результаты своей работы.

А фасоль я люблю. Сорт фасоли был подобран таким образом, чтобы не возникло проблем с опылением его цветков.

Для предварительного проращивания семян мы использовали традиционный метод: в чашу с водой и ватными дисками поместили фасоль.

Начало эксперимента 14 июнь 2016 г.

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июнь

   15 июнь

    16 июнь

    17 июнь

    18 июнь

   19 июнь

   20

июнь

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

Фото 1: первый день                        Фото 2: второй день

 

     

 

          Фото 3: третий день                           Фото 4: пятый день

                              Фото 5: седьмой день

В ходе эксперимента мы создавали растениям различные условия, чтобы определить их влияние на рост и развитие растения.

Например, часть семян мы предварительно замочили в воде, а другие посадили без  замачивания. Те семена, которые были замочены, дали более ранние и дружные всходы. Таким образом, мы сделали вывод о необходимости воды для роста и  развития растения.          

Также мы заметили, что семена, которые поливали слишком обильно, не проросли, а погибли, в то время как семена, которые поливались умеренно и рыхлились, развивались очень хорошо. Так мы сделали вывод о необходимости воздуха для роста растений.

   Поставив один горшок с семенами в теплое, а другой в прохладное место, мы наблюдали, что в тепле растение развивается намного лучше, а растение в холоде как будто замерло и спит. Значит, тепло также является необходимым условием для развития растения.

В один горшок мы посадили семена редко, а в другой – густо. Мы заметили, что густо посаженные растения получились бледными, слабыми и вытянутыми, а редко посаженные растения имели  ярко-зеленые листья и крепкие стебли. Объяснение этому мы нашли в том, что густо посаженным растениям не хватало солнечного света, так как они затеняли друг друга. Значит, солнечный свет необходим для растений.

Из книг мы узнали, что растения получают питание из почвы. Чем более богата питательными веществами почва, тем лучше развивается и плодоносит растение. Таким образом, наличие плодородной почвы также является необходимым условием для получения хорошего урожая.

После того как семена проросли, мы пересадили их в заранее подготовленный горшок с землей.

 

 

 

 

 

 

Фото 6: посадка в горшок с грунтом

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники

А когда из земли проросли два первых листочка, мы осторожно выкопали растение и промыв корни проточной водой поместили фасоль в горшочек гидропонной установки, аккуратно присыпав корни керамзитом.

        Поместите в ведро земляной ком с корнем растения и замочите на несколько часов водой комнатной температуры.

        По истечению этого времени под водой аккуратно отделите землю и при помощи легкой струи воды комнатной температуры осторожно отмойте корни.

       После очистки расправьте корни к низу и засыпьте их субстратом. При этом не требуется, чтобы растение непосредственно корнями касалось водяного слоя.  Раствор поднимется вверх по капиллярам субстрата и достигнет корней. Через некоторое время растения сами прорастут на необходимую глубину.

      Полейте субстрат сверху обычной водой. Затем залейте воду в сосуд до необходимого уровня и оставьте растение адаптироваться приблизительно на неделю.

     Только после истечения этого периода в воду можно добавлять удобрения.

2.3.  Рецепт для выращивания фасоли на гидропонике

Магний сернокислый 5,37 гр/10литров

Кальций азотнокислый 16,88 гр/10литров

Монокалий фосфат 5,25 гр/10литров

Калий сернокислый 1,25 гр/10литров

Вода 10литров

Приготовить собственноручно раствор для гидропонного метода выращивания, не сложно, и более того это занятие не требует особых навыков и знаний, а рецепты настолько просты что будут понятны даже начинающему садоводу.

     В приготовлении питания для Ваших любимых растений вы можете использовать одно из двух решений:

1.Приготовить питательную смесь компонентов самому после чего растворить ее в подготовленной воде (отстоявшуюся не менее 2-х суток, с отрегулированным уровнем pH). При выборе этого решения Вам придется искать и приобретать все элементы указанные в рецепте самому, далее смешивать их в точных пропорциях для чего Вам просто необходимы весы с диапазоном взвешивания от 0.1 до 500 граммов.

  1. Купить в магазине гидропоники уже готовые удобрения для гидропоники, такие как Flora Series, и Etisso. Если Вы выбрали в качестве питания уже готовые удобрения Вам остается всего, лишь смешать их с нужным количеством воды, согласно инструкции на обратной стороне упаковки (емкости)

2.4. Вода для приготовления растворов

Что касается воды для приготовления раствора, то она должна быть чистой, и не жесткой, а также не должна содержать примесей. Лучше всего подходит для приготовления раствора дистиллированная вода, но если дистиллированную воду найти представляется проблемно, то можно использовать дождевую, из котлована или водопроводную воду, которую необходимо отстоять в темном месте не менее 2-х суток (нейтрализация хлора). Если у Вас из под крана бежит жесткая вода то ее можно смягчить при помощи торфа. Для этого берется торф, из расчета 700г на 10л воды в сетке опускают в емкость с водой и оставляют примерно на 10-12 часов, а лучше оставить на ночь. Профильтрованную от торфяной крошки воду утром можно использовать для приготовления питательного раствора или для полива растений. Еще для смягчения жесткой воды существуют специальные картриджи к фильтрам и таблетки смягчители (pH таблетки).

Немного о приготовлении растворов

    Все необходимые для приготовления растворов соли хранят отдельно в сухом или растворенном виде в закрытой стеклянной посуде. Исключение составляют соли железа, которые необходимо хранить в посуде из темного стекла в сухом виде и растворять только перед употреблением иначе выпадают в осадок.

    Для приготовления питательных растворов все минеральные соли берутся в строго определенных в рецепте количествах, разводятся отдельно в небольшом количестве воды, далее растворяются в резервуаре с подготовленной водой. Смешивание сухих солей НЕ ДОПУСТИМО! Неправильно приготовленный раствор сведет на нет все ваши труды.

    В осенне-зимний период количество азота должно быть минимальным. Зимой, в период покоя, следует использовать питательный раствор в половинной концентрации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

Проанализировав наши наблюдения в ходе эксперимента, и изучив дополнительные материалы по теме проекта, я сделала выводы о необходимых условиях для роста и развития растений:

  • Растению нужна вода. В каждом семени есть запас питательных веществ, небольшая «кладовая». Но семена могут использовать только растворенные в воде питательные вещества. Поэтому когда семена попадают во влажную среду, питательные вещества  растворяются в воде и дают семени силы для роста. 
  • Растению нужен воздух. Как все живое, семя дышит кислородом. А кислород, как известно, содержится в воздухе. Без доступа воздуха растение погибнет.
  • Растению нужно тепло. В тепле все процессы происходят быстрее. А холод не дает семени прорастать. Без тепла растение погружается в спячку и может даже погибнуть.
  • Растению нужен свет. Под действием солнечного света в листьях растений вырабатываются питательные вещества. Листья - это «живые заводы» по производству еды. В них содержится клейкое зеленое вещество – хлорофилл. С его помощью растения вырабатывают себе пищу. Она похожа на сладковатый сок и называется живицей. Поступая во все части растения, живица питает его и дает силы для роста. Образование питательных соков в листьях растений называется фотосинтезом.
  • Растение получает питательные вещества из почвы. Корни растения вытягивают из почвы воду и минеральные вещества. Если почва бедная, то растение хуже развивается и плодоносит. Поэтому люди вносят в почву удобрения, чтобы получать хороший урожай.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Ученые убеждены: сегодня нереально вырастить экологически чистый продукт в открытом грунте. Тут нужна гидропоника: ведь промышленные примеси, загрязняющие внешнюю среду, обнаруживаются даже в начисто лишенной индустрии Гренландии! Технику в таком хозяйстве тоже использовать нежелательно, чтобы не вносить в почву бензин и машинное масло - допускается только ручной труд или механизмы, работающие на электричестве.

Овощи и фрукты, произведенные с соблюдением этих условий, имеют давно забытый нами натуральный вкус и аромат, не идущий ни в какое сравнение с ощущением на языке, которое оставляют "пластмассовая" клубника и "восковые" яблоки из супермаркета. Экологически чистые овощи и фрукты никогда не замораживают и не пичкают консервантами, поэтому они, как правило, долго не хранятся: такую еду доставляют обычно потребителю домой в свежем виде.

     Я многое узнала о гидропонике. В начале были неудачи. У меня не получалось. Но поняв причину своих неудач, все же я продолжаю эту работу. Очень интересная и увлекательная тема.

Хочу в дальнейшем больше изучить литературу и углубить свои знания.

Всем организаторам большое спасибо за такой конкурс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

  1. http://www.unesco.org/most/
  2. http://www.macfound.ru/
  3. http://www.unfpa.org/
  4. Гидропоника для любителей. Зальцер Э. Перевод с немецкого М.П.Чумакова, издательство "Колос" 1965 год Москва.
  5. Алиев Э.А. "Выращивание овощей в гидропонных теплицах".
  6. Чесноков В.А., Базырина Е.Н. и др., "Выращивание растений без почвы".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения

 

Так прорастают семена фасоли                     Строение семя фасоли

 

 

 

Процесс фотосинтеза                                          Бобы фасоли

 

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июня

   15 июня

    16 июня

    18 июня

    21 июня

   23 июня

   25

июня

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

 

   

                  14.06.16 г.                                18.06.16 г.

                 .

                 21.06.16 г.                                                23.06.16 г

       

                                                        30.06.16 г.

 

                                                    Посадка в грунт

 

 

 

 

 

 

                   Посадка в грунт

 

 

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               Исследовательская работа

«Беспочвенное выращивание растений»

 

 

 

 

 

 

 

Автор:

Утегалиева Анита Ришатовна

4 «б» класс, Володарский район,

с.Сизый Бугор

Научный руководитель:

Утегалиева Эльмира Махсутовна,

учитель биологии

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Астрахань 2016

                                                            

 

Содержание

 

Введение ………………………………………………….……………….. 3

  • Теоретическая часть
    • Новые знания…………………………………………………………6
    • Условия роста и развития растений ……………………………….9
    • Интересные факты о фасоли………………………………………...9
    • Минеральное питание растений…………………………………….10
    • Основные признаки недостаточности питательных элементов…..10
    • Преимущества гидропонного метода выращивания растений……11
    • Минусы применения технологии гидропоники……………………12

  2) Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки……………………………….12

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники……...16

2.3. Рецепт для выращивания фасоли………………………………………17

2.4. Вода для приготовления растворов……………………………………17

Выводы……………………………………………………………….............19

Заключение…………………………………………………………………..20

Список литературы………………………………………………………….21

Приложения………………………………………………………………….22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 Актуальность

Человек издавна пытается обеспечить себя продуктами питания, создавая искусственные условия для выращивания растений. Люди уже умели управлять температурными режимами выращивания роз и овощей в особых ямах. Люди шаг за шагом познавали секреты плодородия почв. Итог этих исследований парадоксален: возникла мысль полностью отказаться от почвы! В начале XX в. в России опыт с водными культурами в широких масштабах проводил К.А.Тимирязев. Этот метод называется гидропоникой. Благодаря этому методу можно довести растение до полного созревания семян. В результате можно установить, как будут развиваться растения в разных условиях. Использование беспочвенного метода выращивания растений позволит обеспечить людей продуктами питания в разных природно-климатических условиях.

     Проблема исследования: Выращивание растений на минеральных растворах.

     Цель: 

  • Выяснить, какие условия нужны для роста и хорошего развития фасоли
  • Узнать новое и интересное из жизни растений расширить свой кругозор
  • Пополнить свой словарный запас.

 

    Задачи:  

  1. изучить литературу по данной теме;
  2. сделать сравнительный анализ уже существующих способов выращивания растений на беспочвенных средах;
  3. провести эксперимент по изучению наиболее оптимального минерального состава для выращивания растений;
  4. выяснить, как влияют  различные минеральные вещества на рост и развитие растений;
  5. проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Объект исследования: минеральное питание растений.

Предмет исследования: выращивание фасоли на беспочвенных средах.

Методы исследования: анализ литературы по изучаемой теме, сравнение,  эксперимент.

Исследовательская   работа   рассчитана  на  повышение  и расширение уровня знаний по биологии.

Гипотеза: На правильно подобранных питательных средах можно выращивать растения без почвы.

 

Результат исследования:

Начало работы:  июнь 2016 года.

Завершение работы:  сентябрь 2016 года

      Выращивание растений и наблюдение за ними – очень увлекательный и познавательный процесс. Развитие растения от прорастания семечка до появления первых цветов или плодов – это волшебство природы. Требуется много времени и терпения, прежде чем вырастет полноценное растение.

Так прорастают семена фасоли:

 

        Я выбрала эту тему проекта потому, что мне хотелось выяснить, что надо сделать, чтобы свершилось это чудо природы – превращение маленького семечка во взрослое растение.

Растение начинает свою жизнь с семени. Крошечное семечко попадает в землю, оно начинает расти, появляются корень и росток, затем листья, цветы и плоды. Число бедных и голодных в мире в ближайшие годы будет стремительно расти. Нехватка продуктов или их непомерная стоимость вызвали уже десятки бунтов в разных странах мира. Эксперты предполагают, что именно еда может стать более важным фактором мировой политики, чем энергоресурсы.

Цены на продовольствие  только расти. Схожая ситуация в десятках стран. Где-то уже гибнут люди, где-то еще пытаются что-то придумать.

Наши земельные ресурсы огромны. И несмотря на то, что в целом климат нашей страны для сельского хозяйства - не лучший (дефицит тепла, либо дефицит влаги), при умелом подборе культур можно прокормить огромное количество людей.

Однако существует ряд объективных проблем, которые сильно затрудняют, а в ряде случаев вообще не позволяют увеличить производство продовольствия в России.

Для начала, большая часть плодородной земли уже используется, и фермерам приходится отвоевывать у природы все больше территорий, на которых мало что растет. Земля нередко отвечает тем, что отбирает хорошие земли: только за последние полвека из-за деградации почв производительность сельского хозяйства сократилась.

Многие пестициды, благодаря которым увеличивается урожайность, теряют эффективность: насекомые вырабатывают к ним иммунитет.

Еще один важнейший сдерживающий элемент - вода. 17% всех посевных угодий в России орошаются искусственно; на них выращивается от 30 до 40% всего урожая, однако во многих областях страны все больше заявляет о себе водный дефицит.

Ученые биотехнологии России в принципе могут предложить вторую зеленую революцию, к примеру, за счет выведения устойчивых к засухе растений или сортов, не боящихся грызунов и насекомых.

Еще одна проблема – нерациональность использования площадей. Всего для выращивания урожаев и выпаса скота мы используем лишь около 12% всей площади страны. Для этого мы уже вырубили треть всего леса в России и распахали четверть всех природных лугов. Еще несколько сотен тысяч гектаров занимают городские и застроенные зоны.

Кроме того учитывая большую протяженность территории нашей страны очень остро стоит проблема транспортировки выращенного урожая до потребителя.

Все вышеперечисленное ставит под сомнение возможность решения в ближайшем будущем проблемы обеспечения продовольственной безопасности, стоящей перед человечеством, путем развития традиционного промышленного сельского хозяйства.

В настоящее время на гидропонике выращивают, в основном, фрукты и ягоды, а также некоторые виды овощей.

 

 

 

  • Теоретическая часть
    • Новые знания

Работая над проектом, я узнала много нового о растениях. Я узнала, как устроено семя. Оно состоит из семенной кожуры, семядолей и зародыша. Семенная кожура защищает семя от повреждений и высыхания. В семядолях содержатся питательные вещества для зародыша. А зародыш дает жизнь новому растению.

Я узнала, что такое процесс фотосинтеза. Фотосинтез  происходит в листьях растений . Углекислый газ, содержащийся в воздухе, проникает в лист. Вода и минеральные вещества поступают из почвы в корни и дальше по стеблям в листья растения. В листьях есть зеленый пигмент хлорофилл, который поглощает солнечный свет. Под действием солнечного света в листьях начинаются химические превращения. Из углекислого газа, воды и минеральных веществ растение само создает себе пищу и поэтому растет. А самое главное, что в процессе этих химических превращений растение выделяет кислород, который необходим всем нам для дыхания. Без кислорода все живое погибнет. Поэтому фотосинтез – это процесс, от которого зависит вся жизнь на Земле

Гидропоника - это обобщенный термин, означающий один из методов культивирования растений без почвы на питательных растворах, содержащих полный набор необходимых для роста и развития веществ в необходимой концентрации и доступной растению форме. При этом необходимо создать благоприятные условия для развития корней и питания растения. Для этого нужно обеспечить контакт корней с питательным раствором и постоянный доступ к корням воздуха, а также создать оптимальную влажность в пространстве между питательным раствором и основанием корней, так как при недостатке влаги они быстро засохнут.

Различают три основных метода выращивания растений на питательных растворах:

- водная культура - собственно, гидропоника;

- субстратная культура - гидрокультура;

- воздушная культура - аэропоника.

Гидропоника или водная культура - это метод выращивания, при котором растение укореняется в тонком слое органического субстрата (торф, мох и т.п.), уложенного на сетчатую основу, опущенную в поддон с питательным раствором.

Корни растений через субстрат и отверстия основы опускаются в раствор, питая растение. Этот метод самый старый, но не самый лучший. При гидропонном способе выращивания растений сложность представляет аэрация корней, так как содержащегося в питательном растворе кислорода растению не достаточно, и корневую систему растения полностью погрузить в раствор нельзя. Для обеспечения дыхания корней между раствором и основой оставляют воздушное пространство для молодых растений 3см, для взрослых - 6см. При этом необходимо позаботиться о поддержании повышенной влажности воздуха в этом пространстве, иначе корни быстро засохнут. Питательный раствор заменяется раз в месяц.

Для выращивания растений методом водной культуры нужен специальный гидропонный горшок, который можно изготовить и самостоятельно.

Считается, что беспочвенные методы культивирования растений, гидропоника – детище современных технологий. Это технологии будущего, успешно разрабатываемые в разных странах, но стоит вспомнить пословицу: новое – хорошо забытое старое.

Но, даже в то далекое время гидропонные методы не являлись абсолютным новшеством. Конечно с натяжкой, но их можно назвать гидропонными. Первый, кто задумался о том, как питаются растения – Аристотель. Во всяком случае, его перу принадлежат работы, где он пытался объяснить сей процесс. Аристотель утверждал, что растения получают необходимую пищу в конечной (уже органической) форме, затрагивая этот вопрос лишь по способу перемещения веществ по стволу растения. Затем на многие столетия в изучении питания растений наступила пауза, пока этим вопросом не стал экспериментально заниматься голландский учёный Иоганн Баптист Ван Гельмонт (1575 – 1642). Он первый решил выяснить, чем питаются и откуда берут себе пищу растения. Гельмонт решил провести опыт: набил в бочку ровно 200 фунтов (1 фунт – 453.6 г) тщательно просеянной и высушенной почвы, затем посадил туда ветвь ивы, весившую пять фунтов. В течение пяти лет он внимательно следил за чистотой эксперимента, не позволял букашкам и даже пыли попасть в почву. Поливал иву исключительно дождевой водой. По истечении указанного срока он взвесил выросшее растение, результат его поразил: вес ивы увеличился на 164 фунта, когда вес почвы - уменьшился лишь на две унции (1 унция – 28. 35 г). Естественно, объяснил он это совершенно неправильно, сделав вывод, что необходимые растению вещества были получены только из воды, не приняв во внимание роль углекислого газа и тех двух унций почвы. Хотя для уровня науки того времени – это простительно. Хорошо уже то, что он поднял вопрос питания растений .

Беркли проводил обширные опыты вне помещений, о которых он впервые сообщил в 1929 г. Им разработана теория “гидропоники”, или водных культур (по аналогии с “геопоникой” - греческим термином для почвенных культур), и он утверждал, что выращивание растений без почвы в широких масштабах вполне осуществимо и целесообразно. Его опыты показали возможность выращивания различных растений в больших количествах в корытах, наполненных питательным раствором.

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 сообщения послевоенной прессы, в качестве первооткрывателя метода беспочвенного выращивания растений, большей частью фигурирует лишь профессор Геррике.

  • Условия роста и развития растений

На уроках биологии мы познакомились с разными способами получения знаний:

Наблюдение                                                                      

Экспериментирование (практическая работа)

Получение информации из книг

Исследование начинается с выдвижения гипотезы. Мы предположили, что растениям для роста и развития необходимы:

Вода

Свет

Тепло

Воздух

Пища

  • Интересные факты о фасоли

Фасоль относится к семейству бобовых. Плоды бобовых растений называют бобами. Боб состоит из двух створок, между которыми лежат семена. Мы называем эти плоды стручками. У одних растений бобы маленькие — 1—2 мм, у других — более 1 м.

Люди употребляли в пищу бобовые растения с очень давних времен. При раскопках древних поселений ученые-археологи нередко находят  обугленные зерна бобов. Сейчас на полях и в огородах выращивают бобовые растения: горох, бобы, фасоль, сою, чечевицу. Их едят люди. А на корм животным высевают кормовые бобовые травы — клевер, вику, люцерну. Сеют бобовые растения обычно ранней весной. Урожай бывает богатый: посеешь одно зернышко, соберешь 100—150.

Бобы часто называют растительным мясом: в них  много белка. Бобовые растения важны для земледелия. На их корнях образуются маленькие клубеньки, в которых живут особые бактерии, усваивающие азот из воздуха. Вот почему после бобовых в почве остается много азота. Он очень полезен пшенице, кукурузе и многим другим растениям, которые потом будут посеяны на том же поле. Из стеблей и листьев готовят сено, питательный силос, который любят коровы, овцы, свиньи. Среди бобовых также много растений, дающих ценное сырье, краски, лекарства. А душистый горошек, многолетний люпин с яркими цветками украшают наши клумбы.

  • Минеральное питание растений

Растение своей корневой системой поглощает из почвенных растворов и затем усваивает необходимые ему минеральные вещества. Для всех растений абсолютно необходимы 13 элементов, которые принимают участие в обмене веществ: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, марганец, медь, цинк, бор, молибден, хлор. При полном отсутствии в почве одного из этих элементов происходят резкие изменения основных жизненных функций растений - тормозится рост, нарушается нормальный ход фотосинтеза. Азот, фосфор, калий, кальций, сера и магний содержатся в растениях в значительных количествах и называются макроэлементами (от греческого слова «макрос» - большой), остальные - в ничтожных количествах и называются микроэлементами (от греческого слова «микрос» - маленький), но и они очень важны для растения.

Ряду растений нужны и другие элементы, не они не абсолютно необходимы им. Так, ничтожные количества кобальта усиливают рост сои, повышают содержание хлорофилла в листьях и витамина В12 в клубеньках, которые образуются на корнях растения, что очень важно для жизнедеятельности клубеньковых бактерий, обогащающих почву азотом.

Знать физиологическую роль необходимых для растения элементов, механизм их поглощения и передвижения в растении очень важно для того, чтобы правильно применять удобрения и получать высокие урожаи.

Нужно уметь своевременно заметить нехватку того или иного элемента в почве. Обеспеченность почвы минеральными элементами можно определить путем химического анализа почвы, а также самих растений. Недостаток питательных веществ (или их избыток) можно заметить и простым глазом по изменению окраски листьев, их формы, резкому замедлению роста и развития растений, если, конечно, они не вызваны другими причинами: вредителями, болезнями, засухой, холодом.

 

  • Основные признаки недостаточности питательных элементов

При нехватке азота (N) у растений - бледно-зеленая окраска и пожелтение листьев, слабый рост и раннее опадание листьев. Если мало фосфора (P) - темно-зеленая или голубоватая окраска листьев; появляются красные, пурпурные оттенки; темный, иногда почти черный цвет засыхающих листьев. При недостатке калия (K) - пожелтение или побурение листьев, отмирание ткани либо закручивание книзу краев листа, морщинистость листьев.

Чтобы восполнить недостаток тех или иных веществ в почве, в нее вносят в виде подкормок соответствующие удобрения, в том числе и специальные микроудобрения, содержащие микроэлементы.

 

  • Преимущества гидропонного метода выращивания растений:

     При применении настоящего способа существенно поднимается  урожайность плодовых  растений. Интенсивное цветение декоративных растений также доказывает положительное влияние гидропоники на их рост. Этот метод помогает снабдить растение всеми необходимыми ему полезными веществами. Оно растет крепким и здоровым, причем гораздо быстрее, чем в почве.

     Растение не накапливает вредных и пагубно влияющих на человеческий организм элементов, содержащихся в почве. Как правило, это ядовитые органические соединения, избыток нитратов, радионуклиды, тяжелые металлы и прочие. Особенно это актуально для плодовых растений. Ведь при использовании метода гидропоники растения получают только лишь полезные вещества.

     Растения не нуждаются в ежедневном поливе. И расход воды при гидропонике гораздо проще контролировать. Каждое растение требует исключительно индивидуального подхода. В зависимости от системы выращивания и объема емкости необходимо систематически доливать воду – одному растению раз в три дня, другому раз в месяц.

    При почвенном выращивании растения нередко страдают от пересыхания и недостатка кислорода,  в случае переувлажнения. С применением способа гидропоники это совершенно исключено.

     Процедура пересаживания многолетних растений при использовании технологии гидропоники существенно облегчается. Ведь при пересадке их в почву корни в любом случае травмируются, в той или иной степени.

     Благодаря гидропонике можно избежать таких проблем, как вредители и всевозможные разновидности грибков и болезней, которые встречаются у растений, растущих в почве. Вопрос о применении ядохимикатов сам собой отпадает.

     Отпадает необходимость применения новой почвы, что значительно уменьшает затраты на процесс выращивания комнатных растений.

     С практический точки зрения за такими растениями легче ухаживать, нет грязи от земли, нет посторонних запахов, нет вредителей, которые могут завестись в почве, а потом распространиться и на помещение.

  • Минусы применения технологии гидропоники

      Изначально стоимость такого решения будет существенно выше, чем приобретения обычного грунта.

    Нужно вложить немного труда, дабы самостоятельно собрать систему. Это займет немало времени и сил. А ежели приобрести уже готовую систему, то вам придется выложить определенную сумму. Плюс в том, что изначальные затраты и времени и денег окупятся с лихвой, поскольку растение начнет расти в несколько раз быстрее и ухаживать за ним будет намного легче.

    Стереотипы и общественное мнение дают свое. Многие такой способ выращивания растений ассоциируют с искусственным методом с применением химических удобрений – то есть ядохимикатами, которые пагубно влияют на здоровье. Однако такого рода суждения возникают исключительно от незнания того, что такое гидропоника.

  1. 2. Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки

При проведении практической части исследований на первоначальном этапе нам необходимо было определиться с конструкцией гидропонной установки, которою мы с мамой 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. Большой горшок для комнатных растений
  2. Маленький горшок
  3. Керамзит

В маленьком горшке сами сделали достаточно большое количество отверстий, для того, чтобы корни будущего растения могли развиваться.

Составные части установки, порядок ее сборки  и общий вид представлены на рисунке 1.

Дальше мы выбрали субстрат в котором будем выращивать растение.

В качестве субстрата должны использоваться инертные материалы.

Мы выбрали керамзит, так как он обладает следующими положительными свойствами:

1) гигроскопичен

2) долговечен

3) пористый, в нем растение может достаточно долго сохраняет влагу(в системах подпором)

4) после подготовки не меняет pH раствора

Керамзит мы купили в магазине и провели его подготовку. Сначала мы отобрали керамзитный камень размером 3…4 миллиметра, затем обработали его азотной кислотой и несколько раз тщательно промыв высушили. Внешний вид керамзита перед применением показан на рисунке 2.

На следующем этапе исследований мы выбрали растение, которое будем выращивать на гидропонике. Выбор пал на фасоль, так я хотела, не только вырастить растение, но и попробовать на вкус результаты своей работы.

А фасоль я люблю. Сорт фасоли был подобран таким образом, чтобы не возникло проблем с опылением его цветков.

Для предварительного проращивания семян мы использовали традиционный метод: в чашу с водой и ватными дисками поместили фасоль.

Начало эксперимента 14 июнь 2016 г.

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июнь

   15 июнь

    16 июнь

    17 июнь

    18 июнь

   19 июнь

   20

июнь

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

Фото 1: первый день                        Фото 2: второй день

 

     

 

          Фото 3: третий день                           Фото 4: пятый день

                              Фото 5: седьмой день

В ходе эксперимента мы создавали растениям различные условия, чтобы определить их влияние на рост и развитие растения.

Например, часть семян мы предварительно замочили в воде, а другие посадили без  замачивания. Те семена, которые были замочены, дали более ранние и дружные всходы. Таким образом, мы сделали вывод о необходимости воды для роста и  развития растения.          

Также мы заметили, что семена, которые поливали слишком обильно, не проросли, а погибли, в то время как семена, которые поливались умеренно и рыхлились, развивались очень хорошо. Так мы сделали вывод о необходимости воздуха для роста растений.

   Поставив один горшок с семенами в теплое, а другой в прохладное место, мы наблюдали, что в тепле растение развивается намного лучше, а растение в холоде как будто замерло и спит. Значит, тепло также является необходимым условием для развития растения.

В один горшок мы посадили семена редко, а в другой – густо. Мы заметили, что густо посаженные растения получились бледными, слабыми и вытянутыми, а редко посаженные растения имели  ярко-зеленые листья и крепкие стебли. Объяснение этому мы нашли в том, что густо посаженным растениям не хватало солнечного света, так как они затеняли друг друга. Значит, солнечный свет необходим для растений.

Из книг мы узнали, что растения получают питание из почвы. Чем более богата питательными веществами почва, тем лучше развивается и плодоносит растение. Таким образом, наличие плодородной почвы также является необходимым условием для получения хорошего урожая.

После того как семена проросли, мы пересадили их в заранее подготовленный горшок с землей.

 

 

 

 

 

 

Фото 6: посадка в горшок с грунтом

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники

А когда из земли проросли два первых листочка, мы осторожно выкопали растение и промыв корни проточной водой поместили фасоль в горшочек гидропонной установки, аккуратно присыпав корни керамзитом.

        Поместите в ведро земляной ком с корнем растения и замочите на несколько часов водой комнатной температуры.

        По истечению этого времени под водой аккуратно отделите землю и при помощи легкой струи воды комнатной температуры осторожно отмойте корни.

       После очистки расправьте корни к низу и засыпьте их субстратом. При этом не требуется, чтобы растение непосредственно корнями касалось водяного слоя.  Раствор поднимется вверх по капиллярам субстрата и достигнет корней. Через некоторое время растения сами прорастут на необходимую глубину.

      Полейте субстрат сверху обычной водой. Затем залейте воду в сосуд до необходимого уровня и оставьте растение адаптироваться приблизительно на неделю.

     Только после истечения этого периода в воду можно добавлять удобрения.

2.3.  Рецепт для выращивания фасоли на гидропонике

Магний сернокислый 5,37 гр/10литров

Кальций азотнокислый 16,88 гр/10литров

Монокалий фосфат 5,25 гр/10литров

Калий сернокислый 1,25 гр/10литров

Вода 10литров

Приготовить собственноручно раствор для гидропонного метода выращивания, не сложно, и более того это занятие не требует особых навыков и знаний, а рецепты настолько просты что будут понятны даже начинающему садоводу.

     В приготовлении питания для Ваших любимых растений вы можете использовать одно из двух решений:

1.Приготовить питательную смесь компонентов самому после чего растворить ее в подготовленной воде (отстоявшуюся не менее 2-х суток, с отрегулированным уровнем pH). При выборе этого решения Вам придется искать и приобретать все элементы указанные в рецепте самому, далее смешивать их в точных пропорциях для чего Вам просто необходимы весы с диапазоном взвешивания от 0.1 до 500 граммов.

  1. Купить в магазине гидропоники уже готовые удобрения для гидропоники, такие как Flora Series, и Etisso. Если Вы выбрали в качестве питания уже готовые удобрения Вам остается всего, лишь смешать их с нужным количеством воды, согласно инструкции на обратной стороне упаковки (емкости)

2.4. Вода для приготовления растворов

Что касается воды для приготовления раствора, то она должна быть чистой, и не жесткой, а также не должна содержать примесей. Лучше всего подходит для приготовления раствора дистиллированная вода, но если дистиллированную воду найти представляется проблемно, то можно использовать дождевую, из котлована или водопроводную воду, которую необходимо отстоять в темном месте не менее 2-х суток (нейтрализация хлора). Если у Вас из под крана бежит жесткая вода то ее можно смягчить при помощи торфа. Для этого берется торф, из расчета 700г на 10л воды в сетке опускают в емкость с водой и оставляют примерно на 10-12 часов, а лучше оставить на ночь. Профильтрованную от торфяной крошки воду утром можно использовать для приготовления питательного раствора или для полива растений. Еще для смягчения жесткой воды существуют специальные картриджи к фильтрам и таблетки смягчители (pH таблетки).

Немного о приготовлении растворов

    Все необходимые для приготовления растворов соли хранят отдельно в сухом или растворенном виде в закрытой стеклянной посуде. Исключение составляют соли железа, которые необходимо хранить в посуде из темного стекла в сухом виде и растворять только перед употреблением иначе выпадают в осадок.

    Для приготовления питательных растворов все минеральные соли берутся в строго определенных в рецепте количествах, разводятся отдельно в небольшом количестве воды, далее растворяются в резервуаре с подготовленной водой. Смешивание сухих солей НЕ ДОПУСТИМО! Неправильно приготовленный раствор сведет на нет все ваши труды.

    В осенне-зимний период количество азота должно быть минимальным. Зимой, в период покоя, следует использовать питательный раствор в половинной концентрации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

Проанализировав наши наблюдения в ходе эксперимента, и изучив дополнительные материалы по теме проекта, я сделала выводы о необходимых условиях для роста и развития растений:

  • Растению нужна вода. В каждом семени есть запас питательных веществ, небольшая «кладовая». Но семена могут использовать только растворенные в воде питательные вещества. Поэтому когда семена попадают во влажную среду, питательные вещества  растворяются в воде и дают семени силы для роста. 
  • Растению нужен воздух. Как все живое, семя дышит кислородом. А кислород, как известно, содержится в воздухе. Без доступа воздуха растение погибнет.
  • Растению нужно тепло. В тепле все процессы происходят быстрее. А холод не дает семени прорастать. Без тепла растение погружается в спячку и может даже погибнуть.
  • Растению нужен свет. Под действием солнечного света в листьях растений вырабатываются питательные вещества. Листья - это «живые заводы» по производству еды. В них содержится клейкое зеленое вещество – хлорофилл. С его помощью растения вырабатывают себе пищу. Она похожа на сладковатый сок и называется живицей. Поступая во все части растения, живица питает его и дает силы для роста. Образование питательных соков в листьях растений называется фотосинтезом.
  • Растение получает питательные вещества из почвы. Корни растения вытягивают из почвы воду и минеральные вещества. Если почва бедная, то растение хуже развивается и плодоносит. Поэтому люди вносят в почву удобрения, чтобы получать хороший урожай.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Ученые убеждены: сегодня нереально вырастить экологически чистый продукт в открытом грунте. Тут нужна гидропоника: ведь промышленные примеси, загрязняющие внешнюю среду, обнаруживаются даже в начисто лишенной индустрии Гренландии! Технику в таком хозяйстве тоже использовать нежелательно, чтобы не вносить в почву бензин и машинное масло - допускается только ручной труд или механизмы, работающие на электричестве.

Овощи и фрукты, произведенные с соблюдением этих условий, имеют давно забытый нами натуральный вкус и аромат, не идущий ни в какое сравнение с ощущением на языке, которое оставляют "пластмассовая" клубника и "восковые" яблоки из супермаркета. Экологически чистые овощи и фрукты никогда не замораживают и не пичкают консервантами, поэтому они, как правило, долго не хранятся: такую еду доставляют обычно потребителю домой в свежем виде.

     Я многое узнала о гидропонике. В начале были неудачи. У меня не получалось. Но поняв причину своих неудач, все же я продолжаю эту работу. Очень интересная и увлекательная тема.

Хочу в дальнейшем больше изучить литературу и углубить свои знания.

Всем организаторам большое спасибо за такой конкурс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

  1. http://www.unesco.org/most/
  2. http://www.macfound.ru/
  3. http://www.unfpa.org/
  4. Гидропоника для любителей. Зальцер Э. Перевод с немецкого М.П.Чумакова, издательство "Колос" 1965 год Москва.
  5. Алиев Э.А. "Выращивание овощей в гидропонных теплицах".
  6. Чесноков В.А., Базырина Е.Н. и др., "Выращивание растений без почвы".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения

 

Так прорастают семена фасоли                     Строение семя фасоли

 

 

 

Процесс фотосинтеза                                          Бобы фасоли

 

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июня

   15 июня

    16 июня

    18 июня

    21 июня

   23 июня

   25

июня

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

 

   

                  14.06.16 г.                                18.06.16 г.

                 .

                 21.06.16 г.                                                23.06.16 г

       

                                                        30.06.16 г.

 

                                                    Посадка в грунт

 

 

 

 

 

 

                   Посадка в грунт

 

 

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               Исследовательская работа

«Беспочвенное выращивание растений»

 

 

 

 

 

 

 

Автор:

Утегалиева Анита Ришатовна

4 «б» класс, Володарский район,

с.Сизый Бугор

Научный руководитель:

Утегалиева Эльмира Махсутовна,

учитель биологии

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Астрахань 2016

                                                            

 

Содержание

 

Введение ………………………………………………….……………….. 3

  • Теоретическая часть
    • Новые знания…………………………………………………………6
    • Условия роста и развития растений ……………………………….9
    • Интересные факты о фасоли………………………………………...9
    • Минеральное питание растений…………………………………….10
    • Основные признаки недостаточности питательных элементов…..10
    • Преимущества гидропонного метода выращивания растений……11
    • Минусы применения технологии гидропоники……………………12

  2) Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки……………………………….12

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники……...16

2.3. Рецепт для выращивания фасоли………………………………………17

2.4. Вода для приготовления растворов……………………………………17

Выводы……………………………………………………………….............19

Заключение…………………………………………………………………..20

Список литературы………………………………………………………….21

Приложения………………………………………………………………….22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 Актуальность

Человек издавна пытается обеспечить себя продуктами питания, создавая искусственные условия для выращивания растений. Люди уже умели управлять температурными режимами выращивания роз и овощей в особых ямах. Люди шаг за шагом познавали секреты плодородия почв. Итог этих исследований парадоксален: возникла мысль полностью отказаться от почвы! В начале XX в. в России опыт с водными культурами в широких масштабах проводил К.А.Тимирязев. Этот метод называется гидропоникой. Благодаря этому методу можно довести растение до полного созревания семян. В результате можно установить, как будут развиваться растения в разных условиях. Использование беспочвенного метода выращивания растений позволит обеспечить людей продуктами питания в разных природно-климатических условиях.

     Проблема исследования: Выращивание растений на минеральных растворах.

     Цель: 

  • Выяснить, какие условия нужны для роста и хорошего развития фасоли
  • Узнать новое и интересное из жизни растений расширить свой кругозор
  • Пополнить свой словарный запас.

 

    Задачи:  

  1. изучить литературу по данной теме;
  2. сделать сравнительный анализ уже существующих способов выращивания растений на беспочвенных средах;
  3. провести эксперимент по изучению наиболее оптимального минерального состава для выращивания растений;
  4. выяснить, как влияют  различные минеральные вещества на рост и развитие растений;
  5. проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Объект исследования: минеральное питание растений.

Предмет исследования: выращивание фасоли на беспочвенных средах.

Методы исследования: анализ литературы по изучаемой теме, сравнение,  эксперимент.

Исследовательская   работа   рассчитана  на  повышение  и расширение уровня знаний по биологии.

Гипотеза: На правильно подобранных питательных средах можно выращивать растения без почвы.

 

Результат исследования:

Начало работы:  июнь 2016 года.

Завершение работы:  сентябрь 2016 года

      Выращивание растений и наблюдение за ними – очень увлекательный и познавательный процесс. Развитие растения от прорастания семечка до появления первых цветов или плодов – это волшебство природы. Требуется много времени и терпения, прежде чем вырастет полноценное растение.

Так прорастают семена фасоли:

 

        Я выбрала эту тему проекта потому, что мне хотелось выяснить, что надо сделать, чтобы свершилось это чудо природы – превращение маленького семечка во взрослое растение.

Растение начинает свою жизнь с семени. Крошечное семечко попадает в землю, оно начинает расти, появляются корень и росток, затем листья, цветы и плоды. Число бедных и голодных в мире в ближайшие годы будет стремительно расти. Нехватка продуктов или их непомерная стоимость вызвали уже десятки бунтов в разных странах мира. Эксперты предполагают, что именно еда может стать более важным фактором мировой политики, чем энергоресурсы.

Цены на продовольствие  только расти. Схожая ситуация в десятках стран. Где-то уже гибнут люди, где-то еще пытаются что-то придумать.

Наши земельные ресурсы огромны. И несмотря на то, что в целом климат нашей страны для сельского хозяйства - не лучший (дефицит тепла, либо дефицит влаги), при умелом подборе культур можно прокормить огромное количество людей.

Однако существует ряд объективных проблем, которые сильно затрудняют, а в ряде случаев вообще не позволяют увеличить производство продовольствия в России.

Для начала, большая часть плодородной земли уже используется, и фермерам приходится отвоевывать у природы все больше территорий, на которых мало что растет. Земля нередко отвечает тем, что отбирает хорошие земли: только за последние полвека из-за деградации почв производительность сельского хозяйства сократилась.

Многие пестициды, благодаря которым увеличивается урожайность, теряют эффективность: насекомые вырабатывают к ним иммунитет.

Еще один важнейший сдерживающий элемент - вода. 17% всех посевных угодий в России орошаются искусственно; на них выращивается от 30 до 40% всего урожая, однако во многих областях страны все больше заявляет о себе водный дефицит.

Ученые биотехнологии России в принципе могут предложить вторую зеленую революцию, к примеру, за счет выведения устойчивых к засухе растений или сортов, не боящихся грызунов и насекомых.

Еще одна проблема – нерациональность использования площадей. Всего для выращивания урожаев и выпаса скота мы используем лишь около 12% всей площади страны. Для этого мы уже вырубили треть всего леса в России и распахали четверть всех природных лугов. Еще несколько сотен тысяч гектаров занимают городские и застроенные зоны.

Кроме того учитывая большую протяженность территории нашей страны очень остро стоит проблема транспортировки выращенного урожая до потребителя.

Все вышеперечисленное ставит под сомнение возможность решения в ближайшем будущем проблемы обеспечения продовольственной безопасности, стоящей перед человечеством, путем развития традиционного промышленного сельского хозяйства.

В настоящее время на гидропонике выращивают, в основном, фрукты и ягоды, а также некоторые виды овощей.

 

 

 

  • Теоретическая часть
    • Новые знания

Работая над проектом, я узнала много нового о растениях. Я узнала, как устроено семя. Оно состоит из семенной кожуры, семядолей и зародыша. Семенная кожура защищает семя от повреждений и высыхания. В семядолях содержатся питательные вещества для зародыша. А зародыш дает жизнь новому растению.

Я узнала, что такое процесс фотосинтеза. Фотосинтез  происходит в листьях растений . Углекислый газ, содержащийся в воздухе, проникает в лист. Вода и минеральные вещества поступают из почвы в корни и дальше по стеблям в листья растения. В листьях есть зеленый пигмент хлорофилл, который поглощает солнечный свет. Под действием солнечного света в листьях начинаются химические превращения. Из углекислого газа, воды и минеральных веществ растение само создает себе пищу и поэтому растет. А самое главное, что в процессе этих химических превращений растение выделяет кислород, который необходим всем нам для дыхания. Без кислорода все живое погибнет. Поэтому фотосинтез – это процесс, от которого зависит вся жизнь на Земле

Гидропоника - это обобщенный термин, означающий один из методов культивирования растений без почвы на питательных растворах, содержащих полный набор необходимых для роста и развития веществ в необходимой концентрации и доступной растению форме. При этом необходимо создать благоприятные условия для развития корней и питания растения. Для этого нужно обеспечить контакт корней с питательным раствором и постоянный доступ к корням воздуха, а также создать оптимальную влажность в пространстве между питательным раствором и основанием корней, так как при недостатке влаги они быстро засохнут.

Различают три основных метода выращивания растений на питательных растворах:

- водная культура - собственно, гидропоника;

- субстратная культура - гидрокультура;

- воздушная культура - аэропоника.

Гидропоника или водная культура - это метод выращивания, при котором растение укореняется в тонком слое органического субстрата (торф, мох и т.п.), уложенного на сетчатую основу, опущенную в поддон с питательным раствором.

Корни растений через субстрат и отверстия основы опускаются в раствор, питая растение. Этот метод самый старый, но не самый лучший. При гидропонном способе выращивания растений сложность представляет аэрация корней, так как содержащегося в питательном растворе кислорода растению не достаточно, и корневую систему растения полностью погрузить в раствор нельзя. Для обеспечения дыхания корней между раствором и основой оставляют воздушное пространство для молодых растений 3см, для взрослых - 6см. При этом необходимо позаботиться о поддержании повышенной влажности воздуха в этом пространстве, иначе корни быстро засохнут. Питательный раствор заменяется раз в месяц.

Для выращивания растений методом водной культуры нужен специальный гидропонный горшок, который можно изготовить и самостоятельно.

Считается, что беспочвенные методы культивирования растений, гидропоника – детище современных технологий. Это технологии будущего, успешно разрабатываемые в разных странах, но стоит вспомнить пословицу: новое – хорошо забытое старое.

Но, даже в то далекое время гидропонные методы не являлись абсолютным новшеством. Конечно с натяжкой, но их можно назвать гидропонными. Первый, кто задумался о том, как питаются растения – Аристотель. Во всяком случае, его перу принадлежат работы, где он пытался объяснить сей процесс. Аристотель утверждал, что растения получают необходимую пищу в конечной (уже органической) форме, затрагивая этот вопрос лишь по способу перемещения веществ по стволу растения. Затем на многие столетия в изучении питания растений наступила пауза, пока этим вопросом не стал экспериментально заниматься голландский учёный Иоганн Баптист Ван Гельмонт (1575 – 1642). Он первый решил выяснить, чем питаются и откуда берут себе пищу растения. Гельмонт решил провести опыт: набил в бочку ровно 200 фунтов (1 фунт – 453.6 г) тщательно просеянной и высушенной почвы, затем посадил туда ветвь ивы, весившую пять фунтов. В течение пяти лет он внимательно следил за чистотой эксперимента, не позволял букашкам и даже пыли попасть в почву. Поливал иву исключительно дождевой водой. По истечении указанного срока он взвесил выросшее растение, результат его поразил: вес ивы увеличился на 164 фунта, когда вес почвы - уменьшился лишь на две унции (1 унция – 28. 35 г). Естественно, объяснил он это совершенно неправильно, сделав вывод, что необходимые растению вещества были получены только из воды, не приняв во внимание роль углекислого газа и тех двух унций почвы. Хотя для уровня науки того времени – это простительно. Хорошо уже то, что он поднял вопрос питания растений .

Беркли проводил обширные опыты вне помещений, о которых он впервые сообщил в 1929 г. Им разработана теория “гидропоники”, или водных культур (по аналогии с “геопоникой” - греческим термином для почвенных культур), и он утверждал, что выращивание растений без почвы в широких масштабах вполне осуществимо и целесообразно. Его опыты показали возможность выращивания различных растений в больших количествах в корытах, наполненных питательным раствором.

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 сообщения послевоенной прессы, в качестве первооткрывателя метода беспочвенного выращивания растений, большей частью фигурирует лишь профессор Геррике.

  • Условия роста и развития растений

На уроках биологии мы познакомились с разными способами получения знаний:

Наблюдение                                                                      

Экспериментирование (практическая работа)

Получение информации из книг

Исследование начинается с выдвижения гипотезы. Мы предположили, что растениям для роста и развития необходимы:

Вода

Свет

Тепло

Воздух

Пища

  • Интересные факты о фасоли

Фасоль относится к семейству бобовых. Плоды бобовых растений называют бобами. Боб состоит из двух створок, между которыми лежат семена. Мы называем эти плоды стручками. У одних растений бобы маленькие — 1—2 мм, у других — более 1 м.

Люди употребляли в пищу бобовые растения с очень давних времен. При раскопках древних поселений ученые-археологи нередко находят  обугленные зерна бобов. Сейчас на полях и в огородах выращивают бобовые растения: горох, бобы, фасоль, сою, чечевицу. Их едят люди. А на корм животным высевают кормовые бобовые травы — клевер, вику, люцерну. Сеют бобовые растения обычно ранней весной. Урожай бывает богатый: посеешь одно зернышко, соберешь 100—150.

Бобы часто называют растительным мясом: в них  много белка. Бобовые растения важны для земледелия. На их корнях образуются маленькие клубеньки, в которых живут особые бактерии, усваивающие азот из воздуха. Вот почему после бобовых в почве остается много азота. Он очень полезен пшенице, кукурузе и многим другим растениям, которые потом будут посеяны на том же поле. Из стеблей и листьев готовят сено, питательный силос, который любят коровы, овцы, свиньи. Среди бобовых также много растений, дающих ценное сырье, краски, лекарства. А душистый горошек, многолетний люпин с яркими цветками украшают наши клумбы.

  • Минеральное питание растений

Растение своей корневой системой поглощает из почвенных растворов и затем усваивает необходимые ему минеральные вещества. Для всех растений абсолютно необходимы 13 элементов, которые принимают участие в обмене веществ: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, марганец, медь, цинк, бор, молибден, хлор. При полном отсутствии в почве одного из этих элементов происходят резкие изменения основных жизненных функций растений - тормозится рост, нарушается нормальный ход фотосинтеза. Азот, фосфор, калий, кальций, сера и магний содержатся в растениях в значительных количествах и называются макроэлементами (от греческого слова «макрос» - большой), остальные - в ничтожных количествах и называются микроэлементами (от греческого слова «микрос» - маленький), но и они очень важны для растения.

Ряду растений нужны и другие элементы, не они не абсолютно необходимы им. Так, ничтожные количества кобальта усиливают рост сои, повышают содержание хлорофилла в листьях и витамина В12 в клубеньках, которые образуются на корнях растения, что очень важно для жизнедеятельности клубеньковых бактерий, обогащающих почву азотом.

Знать физиологическую роль необходимых для растения элементов, механизм их поглощения и передвижения в растении очень важно для того, чтобы правильно применять удобрения и получать высокие урожаи.

Нужно уметь своевременно заметить нехватку того или иного элемента в почве. Обеспеченность почвы минеральными элементами можно определить путем химического анализа почвы, а также самих растений. Недостаток питательных веществ (или их избыток) можно заметить и простым глазом по изменению окраски листьев, их формы, резкому замедлению роста и развития растений, если, конечно, они не вызваны другими причинами: вредителями, болезнями, засухой, холодом.

 

  • Основные признаки недостаточности питательных элементов

При нехватке азота (N) у растений - бледно-зеленая окраска и пожелтение листьев, слабый рост и раннее опадание листьев. Если мало фосфора (P) - темно-зеленая или голубоватая окраска листьев; появляются красные, пурпурные оттенки; темный, иногда почти черный цвет засыхающих листьев. При недостатке калия (K) - пожелтение или побурение листьев, отмирание ткани либо закручивание книзу краев листа, морщинистость листьев.

Чтобы восполнить недостаток тех или иных веществ в почве, в нее вносят в виде подкормок соответствующие удобрения, в том числе и специальные микроудобрения, содержащие микроэлементы.

 

  • Преимущества гидропонного метода выращивания растений:

     При применении настоящего способа существенно поднимается  урожайность плодовых  растений. Интенсивное цветение декоративных растений также доказывает положительное влияние гидропоники на их рост. Этот метод помогает снабдить растение всеми необходимыми ему полезными веществами. Оно растет крепким и здоровым, причем гораздо быстрее, чем в почве.

     Растение не накапливает вредных и пагубно влияющих на человеческий организм элементов, содержащихся в почве. Как правило, это ядовитые органические соединения, избыток нитратов, радионуклиды, тяжелые металлы и прочие. Особенно это актуально для плодовых растений. Ведь при использовании метода гидропоники растения получают только лишь полезные вещества.

     Растения не нуждаются в ежедневном поливе. И расход воды при гидропонике гораздо проще контролировать. Каждое растение требует исключительно индивидуального подхода. В зависимости от системы выращивания и объема емкости необходимо систематически доливать воду – одному растению раз в три дня, другому раз в месяц.

    При почвенном выращивании растения нередко страдают от пересыхания и недостатка кислорода,  в случае переувлажнения. С применением способа гидропоники это совершенно исключено.

     Процедура пересаживания многолетних растений при использовании технологии гидропоники существенно облегчается. Ведь при пересадке их в почву корни в любом случае травмируются, в той или иной степени.

     Благодаря гидропонике можно избежать таких проблем, как вредители и всевозможные разновидности грибков и болезней, которые встречаются у растений, растущих в почве. Вопрос о применении ядохимикатов сам собой отпадает.

     Отпадает необходимость применения новой почвы, что значительно уменьшает затраты на процесс выращивания комнатных растений.

     С практический точки зрения за такими растениями легче ухаживать, нет грязи от земли, нет посторонних запахов, нет вредителей, которые могут завестись в почве, а потом распространиться и на помещение.

  • Минусы применения технологии гидропоники

      Изначально стоимость такого решения будет существенно выше, чем приобретения обычного грунта.

    Нужно вложить немного труда, дабы самостоятельно собрать систему. Это займет немало времени и сил. А ежели приобрести уже готовую систему, то вам придется выложить определенную сумму. Плюс в том, что изначальные затраты и времени и денег окупятся с лихвой, поскольку растение начнет расти в несколько раз быстрее и ухаживать за ним будет намного легче.

    Стереотипы и общественное мнение дают свое. Многие такой способ выращивания растений ассоциируют с искусственным методом с применением химических удобрений – то есть ядохимикатами, которые пагубно влияют на здоровье. Однако такого рода суждения возникают исключительно от незнания того, что такое гидропоника.

  1. 2. Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки

При проведении практической части исследований на первоначальном этапе нам необходимо было определиться с конструкцией гидропонной установки, которою мы с мамой 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. Большой горшок для комнатных растений
  2. Маленький горшок
  3. Керамзит

В маленьком горшке сами сделали достаточно большое количество отверстий, для того, чтобы корни будущего растения могли развиваться.

Составные части установки, порядок ее сборки  и общий вид представлены на рисунке 1.

Дальше мы выбрали субстрат в котором будем выращивать растение.

В качестве субстрата должны использоваться инертные материалы.

Мы выбрали керамзит, так как он обладает следующими положительными свойствами:

1) гигроскопичен

2) долговечен

3) пористый, в нем растение может достаточно долго сохраняет влагу(в системах подпором)

4) после подготовки не меняет pH раствора

Керамзит мы купили в магазине и провели его подготовку. Сначала мы отобрали керамзитный камень размером 3…4 миллиметра, затем обработали его азотной кислотой и несколько раз тщательно промыв высушили. Внешний вид керамзита перед применением показан на рисунке 2.

На следующем этапе исследований мы выбрали растение, которое будем выращивать на гидропонике. Выбор пал на фасоль, так я хотела, не только вырастить растение, но и попробовать на вкус результаты своей работы.

А фасоль я люблю. Сорт фасоли был подобран таким образом, чтобы не возникло проблем с опылением его цветков.

Для предварительного проращивания семян мы использовали традиционный метод: в чашу с водой и ватными дисками поместили фасоль.

Начало эксперимента 14 июнь 2016 г.

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июнь

   15 июнь

    16 июнь

    17 июнь

    18 июнь

   19 июнь

   20

июнь

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

Фото 1: первый день                        Фото 2: второй день

 

     

 

          Фото 3: третий день                           Фото 4: пятый день

                              Фото 5: седьмой день

В ходе эксперимента мы создавали растениям различные условия, чтобы определить их влияние на рост и развитие растения.

Например, часть семян мы предварительно замочили в воде, а другие посадили без  замачивания. Те семена, которые были замочены, дали более ранние и дружные всходы. Таким образом, мы сделали вывод о необходимости воды для роста и  развития растения.          

Также мы заметили, что семена, которые поливали слишком обильно, не проросли, а погибли, в то время как семена, которые поливались умеренно и рыхлились, развивались очень хорошо. Так мы сделали вывод о необходимости воздуха для роста растений.

   Поставив один горшок с семенами в теплое, а другой в прохладное место, мы наблюдали, что в тепле растение развивается намного лучше, а растение в холоде как будто замерло и спит. Значит, тепло также является необходимым условием для развития растения.

В один горшок мы посадили семена редко, а в другой – густо. Мы заметили, что густо посаженные растения получились бледными, слабыми и вытянутыми, а редко посаженные растения имели  ярко-зеленые листья и крепкие стебли. Объяснение этому мы нашли в том, что густо посаженным растениям не хватало солнечного света, так как они затеняли друг друга. Значит, солнечный свет необходим для растений.

Из книг мы узнали, что растения получают питание из почвы. Чем более богата питательными веществами почва, тем лучше развивается и плодоносит растение. Таким образом, наличие плодородной почвы также является необходимым условием для получения хорошего урожая.

После того как семена проросли, мы пересадили их в заранее подготовленный горшок с землей.

 

 

 

 

 

 

Фото 6: посадка в горшок с грунтом

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники

А когда из земли проросли два первых листочка, мы осторожно выкопали растение и промыв корни проточной водой поместили фасоль в горшочек гидропонной установки, аккуратно присыпав корни керамзитом.

        Поместите в ведро земляной ком с корнем растения и замочите на несколько часов водой комнатной температуры.

        По истечению этого времени под водой аккуратно отделите землю и при помощи легкой струи воды комнатной температуры осторожно отмойте корни.

       После очистки расправьте корни к низу и засыпьте их субстратом. При этом не требуется, чтобы растение непосредственно корнями касалось водяного слоя.  Раствор поднимется вверх по капиллярам субстрата и достигнет корней. Через некоторое время растения сами прорастут на необходимую глубину.

      Полейте субстрат сверху обычной водой. Затем залейте воду в сосуд до необходимого уровня и оставьте растение адаптироваться приблизительно на неделю.

     Только после истечения этого периода в воду можно добавлять удобрения.

2.3.  Рецепт для выращивания фасоли на гидропонике

Магний сернокислый 5,37 гр/10литров

Кальций азотнокислый 16,88 гр/10литров

Монокалий фосфат 5,25 гр/10литров

Калий сернокислый 1,25 гр/10литров

Вода 10литров

Приготовить собственноручно раствор для гидропонного метода выращивания, не сложно, и более того это занятие не требует особых навыков и знаний, а рецепты настолько просты что будут понятны даже начинающему садоводу.

     В приготовлении питания для Ваших любимых растений вы можете использовать одно из двух решений:

1.Приготовить питательную смесь компонентов самому после чего растворить ее в подготовленной воде (отстоявшуюся не менее 2-х суток, с отрегулированным уровнем pH). При выборе этого решения Вам придется искать и приобретать все элементы указанные в рецепте самому, далее смешивать их в точных пропорциях для чего Вам просто необходимы весы с диапазоном взвешивания от 0.1 до 500 граммов.

  1. Купить в магазине гидропоники уже готовые удобрения для гидропоники, такие как Flora Series, и Etisso. Если Вы выбрали в качестве питания уже готовые удобрения Вам остается всего, лишь смешать их с нужным количеством воды, согласно инструкции на обратной стороне упаковки (емкости)

2.4. Вода для приготовления растворов

Что касается воды для приготовления раствора, то она должна быть чистой, и не жесткой, а также не должна содержать примесей. Лучше всего подходит для приготовления раствора дистиллированная вода, но если дистиллированную воду найти представляется проблемно, то можно использовать дождевую, из котлована или водопроводную воду, которую необходимо отстоять в темном месте не менее 2-х суток (нейтрализация хлора). Если у Вас из под крана бежит жесткая вода то ее можно смягчить при помощи торфа. Для этого берется торф, из расчета 700г на 10л воды в сетке опускают в емкость с водой и оставляют примерно на 10-12 часов, а лучше оставить на ночь. Профильтрованную от торфяной крошки воду утром можно использовать для приготовления питательного раствора или для полива растений. Еще для смягчения жесткой воды существуют специальные картриджи к фильтрам и таблетки смягчители (pH таблетки).

Немного о приготовлении растворов

    Все необходимые для приготовления растворов соли хранят отдельно в сухом или растворенном виде в закрытой стеклянной посуде. Исключение составляют соли железа, которые необходимо хранить в посуде из темного стекла в сухом виде и растворять только перед употреблением иначе выпадают в осадок.

    Для приготовления питательных растворов все минеральные соли берутся в строго определенных в рецепте количествах, разводятся отдельно в небольшом количестве воды, далее растворяются в резервуаре с подготовленной водой. Смешивание сухих солей НЕ ДОПУСТИМО! Неправильно приготовленный раствор сведет на нет все ваши труды.

    В осенне-зимний период количество азота должно быть минимальным. Зимой, в период покоя, следует использовать питательный раствор в половинной концентрации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

Проанализировав наши наблюдения в ходе эксперимента, и изучив дополнительные материалы по теме проекта, я сделала выводы о необходимых условиях для роста и развития растений:

  • Растению нужна вода. В каждом семени есть запас питательных веществ, небольшая «кладовая». Но семена могут использовать только растворенные в воде питательные вещества. Поэтому когда семена попадают во влажную среду, питательные вещества  растворяются в воде и дают семени силы для роста. 
  • Растению нужен воздух. Как все живое, семя дышит кислородом. А кислород, как известно, содержится в воздухе. Без доступа воздуха растение погибнет.
  • Растению нужно тепло. В тепле все процессы происходят быстрее. А холод не дает семени прорастать. Без тепла растение погружается в спячку и может даже погибнуть.
  • Растению нужен свет. Под действием солнечного света в листьях растений вырабатываются питательные вещества. Листья - это «живые заводы» по производству еды. В них содержится клейкое зеленое вещество – хлорофилл. С его помощью растения вырабатывают себе пищу. Она похожа на сладковатый сок и называется живицей. Поступая во все части растения, живица питает его и дает силы для роста. Образование питательных соков в листьях растений называется фотосинтезом.
  • Растение получает питательные вещества из почвы. Корни растения вытягивают из почвы воду и минеральные вещества. Если почва бедная, то растение хуже развивается и плодоносит. Поэтому люди вносят в почву удобрения, чтобы получать хороший урожай.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Ученые убеждены: сегодня нереально вырастить экологически чистый продукт в открытом грунте. Тут нужна гидропоника: ведь промышленные примеси, загрязняющие внешнюю среду, обнаруживаются даже в начисто лишенной индустрии Гренландии! Технику в таком хозяйстве тоже использовать нежелательно, чтобы не вносить в почву бензин и машинное масло - допускается только ручной труд или механизмы, работающие на электричестве.

Овощи и фрукты, произведенные с соблюдением этих условий, имеют давно забытый нами натуральный вкус и аромат, не идущий ни в какое сравнение с ощущением на языке, которое оставляют "пластмассовая" клубника и "восковые" яблоки из супермаркета. Экологически чистые овощи и фрукты никогда не замораживают и не пичкают консервантами, поэтому они, как правило, долго не хранятся: такую еду доставляют обычно потребителю домой в свежем виде.

     Я многое узнала о гидропонике. В начале были неудачи. У меня не получалось. Но поняв причину своих неудач, все же я продолжаю эту работу. Очень интересная и увлекательная тема.

Хочу в дальнейшем больше изучить литературу и углубить свои знания.

Всем организаторам большое спасибо за такой конкурс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

  1. http://www.unesco.org/most/
  2. http://www.macfound.ru/
  3. http://www.unfpa.org/
  4. Гидропоника для любителей. Зальцер Э. Перевод с немецкого М.П.Чумакова, издательство "Колос" 1965 год Москва.
  5. Алиев Э.А. "Выращивание овощей в гидропонных теплицах".
  6. Чесноков В.А., Базырина Е.Н. и др., "Выращивание растений без почвы".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения

 

Так прорастают семена фасоли                     Строение семя фасоли

 

 

 

Процесс фотосинтеза                                          Бобы фасоли

 

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июня

   15 июня

    16 июня

    18 июня

    21 июня

   23 июня

   25

июня

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

 

   

                  14.06.16 г.                                18.06.16 г.

                 .

                 21.06.16 г.                                                23.06.16 г

       

                                                        30.06.16 г.

 

                                                    Посадка в грунт

 

 

 

 

 

 

                   Посадка в грунт

 

 

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               Исследовательская работа

«Беспочвенное выращивание растений»

 

 

 

 

 

 

 

Автор:

Утегалиева Анита Ришатовна

4 «б» класс, Володарский район,

с.Сизый Бугор

Научный руководитель:

Утегалиева Эльмира Махсутовна,

учитель биологии

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Астрахань 2016

                                                            

 

Содержание

 

Введение ………………………………………………….……………….. 3

  • Теоретическая часть
    • Новые знания…………………………………………………………6
    • Условия роста и развития растений ……………………………….9
    • Интересные факты о фасоли………………………………………...9
    • Минеральное питание растений…………………………………….10
    • Основные признаки недостаточности питательных элементов…..10
    • Преимущества гидропонного метода выращивания растений……11
    • Минусы применения технологии гидропоники……………………12

  2) Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки……………………………….12

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники……...16

2.3. Рецепт для выращивания фасоли………………………………………17

2.4. Вода для приготовления растворов……………………………………17

Выводы……………………………………………………………….............19

Заключение…………………………………………………………………..20

Список литературы………………………………………………………….21

Приложения………………………………………………………………….22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 Актуальность

Человек издавна пытается обеспечить себя продуктами питания, создавая искусственные условия для выращивания растений. Люди уже умели управлять температурными режимами выращивания роз и овощей в особых ямах. Люди шаг за шагом познавали секреты плодородия почв. Итог этих исследований парадоксален: возникла мысль полностью отказаться от почвы! В начале XX в. в России опыт с водными культурами в широких масштабах проводил К.А.Тимирязев. Этот метод называется гидропоникой. Благодаря этому методу можно довести растение до полного созревания семян. В результате можно установить, как будут развиваться растения в разных условиях. Использование беспочвенного метода выращивания растений позволит обеспечить людей продуктами питания в разных природно-климатических условиях.

     Проблема исследования: Выращивание растений на минеральных растворах.

     Цель: 

  • Выяснить, какие условия нужны для роста и хорошего развития фасоли
  • Узнать новое и интересное из жизни растений расширить свой кругозор
  • Пополнить свой словарный запас.

 

    Задачи:  

  1. изучить литературу по данной теме;
  2. сделать сравнительный анализ уже существующих способов выращивания растений на беспочвенных средах;
  3. провести эксперимент по изучению наиболее оптимального минерального состава для выращивания растений;
  4. выяснить, как влияют  различные минеральные вещества на рост и развитие растений;
  5. проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Объект исследования: минеральное питание растений.

Предмет исследования: выращивание фасоли на беспочвенных средах.

Методы исследования: анализ литературы по изучаемой теме, сравнение,  эксперимент.

Исследовательская   работа   рассчитана  на  повышение  и расширение уровня знаний по биологии.

Гипотеза: На правильно подобранных питательных средах можно выращивать растения без почвы.

 

Результат исследования:

Начало работы:  июнь 2016 года.

Завершение работы:  сентябрь 2016 года

      Выращивание растений и наблюдение за ними – очень увлекательный и познавательный процесс. Развитие растения от прорастания семечка до появления первых цветов или плодов – это волшебство природы. Требуется много времени и терпения, прежде чем вырастет полноценное растение.

Так прорастают семена фасоли:

 

        Я выбрала эту тему проекта потому, что мне хотелось выяснить, что надо сделать, чтобы свершилось это чудо природы – превращение маленького семечка во взрослое растение.

Растение начинает свою жизнь с семени. Крошечное семечко попадает в землю, оно начинает расти, появляются корень и росток, затем листья, цветы и плоды. Число бедных и голодных в мире в ближайшие годы будет стремительно расти. Нехватка продуктов или их непомерная стоимость вызвали уже десятки бунтов в разных странах мира. Эксперты предполагают, что именно еда может стать более важным фактором мировой политики, чем энергоресурсы.

Цены на продовольствие  только расти. Схожая ситуация в десятках стран. Где-то уже гибнут люди, где-то еще пытаются что-то придумать.

Наши земельные ресурсы огромны. И несмотря на то, что в целом климат нашей страны для сельского хозяйства - не лучший (дефицит тепла, либо дефицит влаги), при умелом подборе культур можно прокормить огромное количество людей.

Однако существует ряд объективных проблем, которые сильно затрудняют, а в ряде случаев вообще не позволяют увеличить производство продовольствия в России.

Для начала, большая часть плодородной земли уже используется, и фермерам приходится отвоевывать у природы все больше территорий, на которых мало что растет. Земля нередко отвечает тем, что отбирает хорошие земли: только за последние полвека из-за деградации почв производительность сельского хозяйства сократилась.

Многие пестициды, благодаря которым увеличивается урожайность, теряют эффективность: насекомые вырабатывают к ним иммунитет.

Еще один важнейший сдерживающий элемент - вода. 17% всех посевных угодий в России орошаются искусственно; на них выращивается от 30 до 40% всего урожая, однако во многих областях страны все больше заявляет о себе водный дефицит.

Ученые биотехнологии России в принципе могут предложить вторую зеленую революцию, к примеру, за счет выведения устойчивых к засухе растений или сортов, не боящихся грызунов и насекомых.

Еще одна проблема – нерациональность использования площадей. Всего для выращивания урожаев и выпаса скота мы используем лишь около 12% всей площади страны. Для этого мы уже вырубили треть всего леса в России и распахали четверть всех природных лугов. Еще несколько сотен тысяч гектаров занимают городские и застроенные зоны.

Кроме того учитывая большую протяженность территории нашей страны очень остро стоит проблема транспортировки выращенного урожая до потребителя.

Все вышеперечисленное ставит под сомнение возможность решения в ближайшем будущем проблемы обеспечения продовольственной безопасности, стоящей перед человечеством, путем развития традиционного промышленного сельского хозяйства.

В настоящее время на гидропонике выращивают, в основном, фрукты и ягоды, а также некоторые виды овощей.

 

 

 

  • Теоретическая часть
    • Новые знания

Работая над проектом, я узнала много нового о растениях. Я узнала, как устроено семя. Оно состоит из семенной кожуры, семядолей и зародыша. Семенная кожура защищает семя от повреждений и высыхания. В семядолях содержатся питательные вещества для зародыша. А зародыш дает жизнь новому растению.

Я узнала, что такое процесс фотосинтеза. Фотосинтез  происходит в листьях растений . Углекислый газ, содержащийся в воздухе, проникает в лист. Вода и минеральные вещества поступают из почвы в корни и дальше по стеблям в листья растения. В листьях есть зеленый пигмент хлорофилл, который поглощает солнечный свет. Под действием солнечного света в листьях начинаются химические превращения. Из углекислого газа, воды и минеральных веществ растение само создает себе пищу и поэтому растет. А самое главное, что в процессе этих химических превращений растение выделяет кислород, который необходим всем нам для дыхания. Без кислорода все живое погибнет. Поэтому фотосинтез – это процесс, от которого зависит вся жизнь на Земле

Гидропоника - это обобщенный термин, означающий один из методов культивирования растений без почвы на питательных растворах, содержащих полный набор необходимых для роста и развития веществ в необходимой концентрации и доступной растению форме. При этом необходимо создать благоприятные условия для развития корней и питания растения. Для этого нужно обеспечить контакт корней с питательным раствором и постоянный доступ к корням воздуха, а также создать оптимальную влажность в пространстве между питательным раствором и основанием корней, так как при недостатке влаги они быстро засохнут.

Различают три основных метода выращивания растений на питательных растворах:

- водная культура - собственно, гидропоника;

- субстратная культура - гидрокультура;

- воздушная культура - аэропоника.

Гидропоника или водная культура - это метод выращивания, при котором растение укореняется в тонком слое органического субстрата (торф, мох и т.п.), уложенного на сетчатую основу, опущенную в поддон с питательным раствором.

Корни растений через субстрат и отверстия основы опускаются в раствор, питая растение. Этот метод самый старый, но не самый лучший. При гидропонном способе выращивания растений сложность представляет аэрация корней, так как содержащегося в питательном растворе кислорода растению не достаточно, и корневую систему растения полностью погрузить в раствор нельзя. Для обеспечения дыхания корней между раствором и основой оставляют воздушное пространство для молодых растений 3см, для взрослых - 6см. При этом необходимо позаботиться о поддержании повышенной влажности воздуха в этом пространстве, иначе корни быстро засохнут. Питательный раствор заменяется раз в месяц.

Для выращивания растений методом водной культуры нужен специальный гидропонный горшок, который можно изготовить и самостоятельно.

Считается, что беспочвенные методы культивирования растений, гидропоника – детище современных технологий. Это технологии будущего, успешно разрабатываемые в разных странах, но стоит вспомнить пословицу: новое – хорошо забытое старое.

Но, даже в то далекое время гидропонные методы не являлись абсолютным новшеством. Конечно с натяжкой, но их можно назвать гидропонными. Первый, кто задумался о том, как питаются растения – Аристотель. Во всяком случае, его перу принадлежат работы, где он пытался объяснить сей процесс. Аристотель утверждал, что растения получают необходимую пищу в конечной (уже органической) форме, затрагивая этот вопрос лишь по способу перемещения веществ по стволу растения. Затем на многие столетия в изучении питания растений наступила пауза, пока этим вопросом не стал экспериментально заниматься голландский учёный Иоганн Баптист Ван Гельмонт (1575 – 1642). Он первый решил выяснить, чем питаются и откуда берут себе пищу растения. Гельмонт решил провести опыт: набил в бочку ровно 200 фунтов (1 фунт – 453.6 г) тщательно просеянной и высушенной почвы, затем посадил туда ветвь ивы, весившую пять фунтов. В течение пяти лет он внимательно следил за чистотой эксперимента, не позволял букашкам и даже пыли попасть в почву. Поливал иву исключительно дождевой водой. По истечении указанного срока он взвесил выросшее растение, результат его поразил: вес ивы увеличился на 164 фунта, когда вес почвы - уменьшился лишь на две унции (1 унция – 28. 35 г). Естественно, объяснил он это совершенно неправильно, сделав вывод, что необходимые растению вещества были получены только из воды, не приняв во внимание роль углекислого газа и тех двух унций почвы. Хотя для уровня науки того времени – это простительно. Хорошо уже то, что он поднял вопрос питания растений .

Беркли проводил обширные опыты вне помещений, о которых он впервые сообщил в 1929 г. Им разработана теория “гидропоники”, или водных культур (по аналогии с “геопоникой” - греческим термином для почвенных культур), и он утверждал, что выращивание растений без почвы в широких масштабах вполне осуществимо и целесообразно. Его опыты показали возможность выращивания различных растений в больших количествах в корытах, наполненных питательным раствором.

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 сообщения послевоенной прессы, в качестве первооткрывателя метода беспочвенного выращивания растений, большей частью фигурирует лишь профессор Геррике.

  • Условия роста и развития растений

На уроках биологии мы познакомились с разными способами получения знаний:

Наблюдение                                                                      

Экспериментирование (практическая работа)

Получение информации из книг

Исследование начинается с выдвижения гипотезы. Мы предположили, что растениям для роста и развития необходимы:

Вода

Свет

Тепло

Воздух

Пища

  • Интересные факты о фасоли

Фасоль относится к семейству бобовых. Плоды бобовых растений называют бобами. Боб состоит из двух створок, между которыми лежат семена. Мы называем эти плоды стручками. У одних растений бобы маленькие — 1—2 мм, у других — более 1 м.

Люди употребляли в пищу бобовые растения с очень давних времен. При раскопках древних поселений ученые-археологи нередко находят  обугленные зерна бобов. Сейчас на полях и в огородах выращивают бобовые растения: горох, бобы, фасоль, сою, чечевицу. Их едят люди. А на корм животным высевают кормовые бобовые травы — клевер, вику, люцерну. Сеют бобовые растения обычно ранней весной. Урожай бывает богатый: посеешь одно зернышко, соберешь 100—150.

Бобы часто называют растительным мясом: в них  много белка. Бобовые растения важны для земледелия. На их корнях образуются маленькие клубеньки, в которых живут особые бактерии, усваивающие азот из воздуха. Вот почему после бобовых в почве остается много азота. Он очень полезен пшенице, кукурузе и многим другим растениям, которые потом будут посеяны на том же поле. Из стеблей и листьев готовят сено, питательный силос, который любят коровы, овцы, свиньи. Среди бобовых также много растений, дающих ценное сырье, краски, лекарства. А душистый горошек, многолетний люпин с яркими цветками украшают наши клумбы.

  • Минеральное питание растений

Растение своей корневой системой поглощает из почвенных растворов и затем усваивает необходимые ему минеральные вещества. Для всех растений абсолютно необходимы 13 элементов, которые принимают участие в обмене веществ: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, марганец, медь, цинк, бор, молибден, хлор. При полном отсутствии в почве одного из этих элементов происходят резкие изменения основных жизненных функций растений - тормозится рост, нарушается нормальный ход фотосинтеза. Азот, фосфор, калий, кальций, сера и магний содержатся в растениях в значительных количествах и называются макроэлементами (от греческого слова «макрос» - большой), остальные - в ничтожных количествах и называются микроэлементами (от греческого слова «микрос» - маленький), но и они очень важны для растения.

Ряду растений нужны и другие элементы, не они не абсолютно необходимы им. Так, ничтожные количества кобальта усиливают рост сои, повышают содержание хлорофилла в листьях и витамина В12 в клубеньках, которые образуются на корнях растения, что очень важно для жизнедеятельности клубеньковых бактерий, обогащающих почву азотом.

Знать физиологическую роль необходимых для растения элементов, механизм их поглощения и передвижения в растении очень важно для того, чтобы правильно применять удобрения и получать высокие урожаи.

Нужно уметь своевременно заметить нехватку того или иного элемента в почве. Обеспеченность почвы минеральными элементами можно определить путем химического анализа почвы, а также самих растений. Недостаток питательных веществ (или их избыток) можно заметить и простым глазом по изменению окраски листьев, их формы, резкому замедлению роста и развития растений, если, конечно, они не вызваны другими причинами: вредителями, болезнями, засухой, холодом.

 

  • Основные признаки недостаточности питательных элементов

При нехватке азота (N) у растений - бледно-зеленая окраска и пожелтение листьев, слабый рост и раннее опадание листьев. Если мало фосфора (P) - темно-зеленая или голубоватая окраска листьев; появляются красные, пурпурные оттенки; темный, иногда почти черный цвет засыхающих листьев. При недостатке калия (K) - пожелтение или побурение листьев, отмирание ткани либо закручивание книзу краев листа, морщинистость листьев.

Чтобы восполнить недостаток тех или иных веществ в почве, в нее вносят в виде подкормок соответствующие удобрения, в том числе и специальные микроудобрения, содержащие микроэлементы.

 

  • Преимущества гидропонного метода выращивания растений:

     При применении настоящего способа существенно поднимается  урожайность плодовых  растений. Интенсивное цветение декоративных растений также доказывает положительное влияние гидропоники на их рост. Этот метод помогает снабдить растение всеми необходимыми ему полезными веществами. Оно растет крепким и здоровым, причем гораздо быстрее, чем в почве.

     Растение не накапливает вредных и пагубно влияющих на человеческий организм элементов, содержащихся в почве. Как правило, это ядовитые органические соединения, избыток нитратов, радионуклиды, тяжелые металлы и прочие. Особенно это актуально для плодовых растений. Ведь при использовании метода гидропоники растения получают только лишь полезные вещества.

     Растения не нуждаются в ежедневном поливе. И расход воды при гидропонике гораздо проще контролировать. Каждое растение требует исключительно индивидуального подхода. В зависимости от системы выращивания и объема емкости необходимо систематически доливать воду – одному растению раз в три дня, другому раз в месяц.

    При почвенном выращивании растения нередко страдают от пересыхания и недостатка кислорода,  в случае переувлажнения. С применением способа гидропоники это совершенно исключено.

     Процедура пересаживания многолетних растений при использовании технологии гидропоники существенно облегчается. Ведь при пересадке их в почву корни в любом случае травмируются, в той или иной степени.

     Благодаря гидропонике можно избежать таких проблем, как вредители и всевозможные разновидности грибков и болезней, которые встречаются у растений, растущих в почве. Вопрос о применении ядохимикатов сам собой отпадает.

     Отпадает необходимость применения новой почвы, что значительно уменьшает затраты на процесс выращивания комнатных растений.

     С практический точки зрения за такими растениями легче ухаживать, нет грязи от земли, нет посторонних запахов, нет вредителей, которые могут завестись в почве, а потом распространиться и на помещение.

  • Минусы применения технологии гидропоники

      Изначально стоимость такого решения будет существенно выше, чем приобретения обычного грунта.

    Нужно вложить немного труда, дабы самостоятельно собрать систему. Это займет немало времени и сил. А ежели приобрести уже готовую систему, то вам придется выложить определенную сумму. Плюс в том, что изначальные затраты и времени и денег окупятся с лихвой, поскольку растение начнет расти в несколько раз быстрее и ухаживать за ним будет намного легче.

    Стереотипы и общественное мнение дают свое. Многие такой способ выращивания растений ассоциируют с искусственным методом с применением химических удобрений – то есть ядохимикатами, которые пагубно влияют на здоровье. Однако такого рода суждения возникают исключительно от незнания того, что такое гидропоника.

  1. 2. Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки

При проведении практической части исследований на первоначальном этапе нам необходимо было определиться с конструкцией гидропонной установки, которою мы с мамой 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. Большой горшок для комнатных растений
  2. Маленький горшок
  3. Керамзит

В маленьком горшке сами сделали достаточно большое количество отверстий, для того, чтобы корни будущего растения могли развиваться.

Составные части установки, порядок ее сборки  и общий вид представлены на рисунке 1.

Дальше мы выбрали субстрат в котором будем выращивать растение.

В качестве субстрата должны использоваться инертные материалы.

Мы выбрали керамзит, так как он обладает следующими положительными свойствами:

1) гигроскопичен

2) долговечен

3) пористый, в нем растение может достаточно долго сохраняет влагу(в системах подпором)

4) после подготовки не меняет pH раствора

Керамзит мы купили в магазине и провели его подготовку. Сначала мы отобрали керамзитный камень размером 3…4 миллиметра, затем обработали его азотной кислотой и несколько раз тщательно промыв высушили. Внешний вид керамзита перед применением показан на рисунке 2.

На следующем этапе исследований мы выбрали растение, которое будем выращивать на гидропонике. Выбор пал на фасоль, так я хотела, не только вырастить растение, но и попробовать на вкус результаты своей работы.

А фасоль я люблю. Сорт фасоли был подобран таким образом, чтобы не возникло проблем с опылением его цветков.

Для предварительного проращивания семян мы использовали традиционный метод: в чашу с водой и ватными дисками поместили фасоль.

Начало эксперимента 14 июнь 2016 г.

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июнь

   15 июнь

    16 июнь

    17 июнь

    18 июнь

   19 июнь

   20

июнь

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

Фото 1: первый день                        Фото 2: второй день

 

     

 

          Фото 3: третий день                           Фото 4: пятый день

                              Фото 5: седьмой день

В ходе эксперимента мы создавали растениям различные условия, чтобы определить их влияние на рост и развитие растения.

Например, часть семян мы предварительно замочили в воде, а другие посадили без  замачивания. Те семена, которые были замочены, дали более ранние и дружные всходы. Таким образом, мы сделали вывод о необходимости воды для роста и  развития растения.          

Также мы заметили, что семена, которые поливали слишком обильно, не проросли, а погибли, в то время как семена, которые поливались умеренно и рыхлились, развивались очень хорошо. Так мы сделали вывод о необходимости воздуха для роста растений.

   Поставив один горшок с семенами в теплое, а другой в прохладное место, мы наблюдали, что в тепле растение развивается намного лучше, а растение в холоде как будто замерло и спит. Значит, тепло также является необходимым условием для развития растения.

В один горшок мы посадили семена редко, а в другой – густо. Мы заметили, что густо посаженные растения получились бледными, слабыми и вытянутыми, а редко посаженные растения имели  ярко-зеленые листья и крепкие стебли. Объяснение этому мы нашли в том, что густо посаженным растениям не хватало солнечного света, так как они затеняли друг друга. Значит, солнечный свет необходим для растений.

Из книг мы узнали, что растения получают питание из почвы. Чем более богата питательными веществами почва, тем лучше развивается и плодоносит растение. Таким образом, наличие плодородной почвы также является необходимым условием для получения хорошего урожая.

После того как семена проросли, мы пересадили их в заранее подготовленный горшок с землей.

 

 

 

 

 

 

Фото 6: посадка в горшок с грунтом

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники

А когда из земли проросли два первых листочка, мы осторожно выкопали растение и промыв корни проточной водой поместили фасоль в горшочек гидропонной установки, аккуратно присыпав корни керамзитом.

        Поместите в ведро земляной ком с корнем растения и замочите на несколько часов водой комнатной температуры.

        По истечению этого времени под водой аккуратно отделите землю и при помощи легкой струи воды комнатной температуры осторожно отмойте корни.

       После очистки расправьте корни к низу и засыпьте их субстратом. При этом не требуется, чтобы растение непосредственно корнями касалось водяного слоя.  Раствор поднимется вверх по капиллярам субстрата и достигнет корней. Через некоторое время растения сами прорастут на необходимую глубину.

      Полейте субстрат сверху обычной водой. Затем залейте воду в сосуд до необходимого уровня и оставьте растение адаптироваться приблизительно на неделю.

     Только после истечения этого периода в воду можно добавлять удобрения.

2.3.  Рецепт для выращивания фасоли на гидропонике

Магний сернокислый 5,37 гр/10литров

Кальций азотнокислый 16,88 гр/10литров

Монокалий фосфат 5,25 гр/10литров

Калий сернокислый 1,25 гр/10литров

Вода 10литров

Приготовить собственноручно раствор для гидропонного метода выращивания, не сложно, и более того это занятие не требует особых навыков и знаний, а рецепты настолько просты что будут понятны даже начинающему садоводу.

     В приготовлении питания для Ваших любимых растений вы можете использовать одно из двух решений:

1.Приготовить питательную смесь компонентов самому после чего растворить ее в подготовленной воде (отстоявшуюся не менее 2-х суток, с отрегулированным уровнем pH). При выборе этого решения Вам придется искать и приобретать все элементы указанные в рецепте самому, далее смешивать их в точных пропорциях для чего Вам просто необходимы весы с диапазоном взвешивания от 0.1 до 500 граммов.

  1. Купить в магазине гидропоники уже готовые удобрения для гидропоники, такие как Flora Series, и Etisso. Если Вы выбрали в качестве питания уже готовые удобрения Вам остается всего, лишь смешать их с нужным количеством воды, согласно инструкции на обратной стороне упаковки (емкости)

2.4. Вода для приготовления растворов

Что касается воды для приготовления раствора, то она должна быть чистой, и не жесткой, а также не должна содержать примесей. Лучше всего подходит для приготовления раствора дистиллированная вода, но если дистиллированную воду найти представляется проблемно, то можно использовать дождевую, из котлована или водопроводную воду, которую необходимо отстоять в темном месте не менее 2-х суток (нейтрализация хлора). Если у Вас из под крана бежит жесткая вода то ее можно смягчить при помощи торфа. Для этого берется торф, из расчета 700г на 10л воды в сетке опускают в емкость с водой и оставляют примерно на 10-12 часов, а лучше оставить на ночь. Профильтрованную от торфяной крошки воду утром можно использовать для приготовления питательного раствора или для полива растений. Еще для смягчения жесткой воды существуют специальные картриджи к фильтрам и таблетки смягчители (pH таблетки).

Немного о приготовлении растворов

    Все необходимые для приготовления растворов соли хранят отдельно в сухом или растворенном виде в закрытой стеклянной посуде. Исключение составляют соли железа, которые необходимо хранить в посуде из темного стекла в сухом виде и растворять только перед употреблением иначе выпадают в осадок.

    Для приготовления питательных растворов все минеральные соли берутся в строго определенных в рецепте количествах, разводятся отдельно в небольшом количестве воды, далее растворяются в резервуаре с подготовленной водой. Смешивание сухих солей НЕ ДОПУСТИМО! Неправильно приготовленный раствор сведет на нет все ваши труды.

    В осенне-зимний период количество азота должно быть минимальным. Зимой, в период покоя, следует использовать питательный раствор в половинной концентрации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

Проанализировав наши наблюдения в ходе эксперимента, и изучив дополнительные материалы по теме проекта, я сделала выводы о необходимых условиях для роста и развития растений:

  • Растению нужна вода. В каждом семени есть запас питательных веществ, небольшая «кладовая». Но семена могут использовать только растворенные в воде питательные вещества. Поэтому когда семена попадают во влажную среду, питательные вещества  растворяются в воде и дают семени силы для роста. 
  • Растению нужен воздух. Как все живое, семя дышит кислородом. А кислород, как известно, содержится в воздухе. Без доступа воздуха растение погибнет.
  • Растению нужно тепло. В тепле все процессы происходят быстрее. А холод не дает семени прорастать. Без тепла растение погружается в спячку и может даже погибнуть.
  • Растению нужен свет. Под действием солнечного света в листьях растений вырабатываются питательные вещества. Листья - это «живые заводы» по производству еды. В них содержится клейкое зеленое вещество – хлорофилл. С его помощью растения вырабатывают себе пищу. Она похожа на сладковатый сок и называется живицей. Поступая во все части растения, живица питает его и дает силы для роста. Образование питательных соков в листьях растений называется фотосинтезом.
  • Растение получает питательные вещества из почвы. Корни растения вытягивают из почвы воду и минеральные вещества. Если почва бедная, то растение хуже развивается и плодоносит. Поэтому люди вносят в почву удобрения, чтобы получать хороший урожай.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Ученые убеждены: сегодня нереально вырастить экологически чистый продукт в открытом грунте. Тут нужна гидропоника: ведь промышленные примеси, загрязняющие внешнюю среду, обнаруживаются даже в начисто лишенной индустрии Гренландии! Технику в таком хозяйстве тоже использовать нежелательно, чтобы не вносить в почву бензин и машинное масло - допускается только ручной труд или механизмы, работающие на электричестве.

Овощи и фрукты, произведенные с соблюдением этих условий, имеют давно забытый нами натуральный вкус и аромат, не идущий ни в какое сравнение с ощущением на языке, которое оставляют "пластмассовая" клубника и "восковые" яблоки из супермаркета. Экологически чистые овощи и фрукты никогда не замораживают и не пичкают консервантами, поэтому они, как правило, долго не хранятся: такую еду доставляют обычно потребителю домой в свежем виде.

     Я многое узнала о гидропонике. В начале были неудачи. У меня не получалось. Но поняв причину своих неудач, все же я продолжаю эту работу. Очень интересная и увлекательная тема.

Хочу в дальнейшем больше изучить литературу и углубить свои знания.

Всем организаторам большое спасибо за такой конкурс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

  1. http://www.unesco.org/most/
  2. http://www.macfound.ru/
  3. http://www.unfpa.org/
  4. Гидропоника для любителей. Зальцер Э. Перевод с немецкого М.П.Чумакова, издательство "Колос" 1965 год Москва.
  5. Алиев Э.А. "Выращивание овощей в гидропонных теплицах".
  6. Чесноков В.А., Базырина Е.Н. и др., "Выращивание растений без почвы".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения

 

Так прорастают семена фасоли                     Строение семя фасоли

 

 

 

Процесс фотосинтеза                                          Бобы фасоли

 

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июня

   15 июня

    16 июня

    18 июня

    21 июня

   23 июня

   25

июня

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

 

   

                  14.06.16 г.                                18.06.16 г.

                 .

                 21.06.16 г.                                                23.06.16 г

       

                                                        30.06.16 г.

 

                                                    Посадка в грунт

 

 

 

 

 

 

                   Посадка в грунт

 

 

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               Исследовательская работа

«Беспочвенное выращивание растений»

 

 

 

 

 

 

 

Автор:

Утегалиева Анита Ришатовна

4 «б» класс, Володарский район,

с.Сизый Бугор

Научный руководитель:

Утегалиева Эльмира Махсутовна,

учитель биологии

МБОУ «Сизобугорская СОШ им. поэта М. Утежанова»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Астрахань 2016

                                                            

 

Содержание

 

Введение ………………………………………………….……………….. 3

  • Теоретическая часть
    • Новые знания…………………………………………………………6
    • Условия роста и развития растений ……………………………….9
    • Интересные факты о фасоли………………………………………...9
    • Минеральное питание растений…………………………………….10
    • Основные признаки недостаточности питательных элементов…..10
    • Преимущества гидропонного метода выращивания растений……11
    • Минусы применения технологии гидропоники……………………12

  2) Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки……………………………….12

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники……...16

2.3. Рецепт для выращивания фасоли………………………………………17

2.4. Вода для приготовления растворов……………………………………17

Выводы……………………………………………………………….............19

Заключение…………………………………………………………………..20

Список литературы………………………………………………………….21

Приложения………………………………………………………………….22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 Актуальность

Человек издавна пытается обеспечить себя продуктами питания, создавая искусственные условия для выращивания растений. Люди уже умели управлять температурными режимами выращивания роз и овощей в особых ямах. Люди шаг за шагом познавали секреты плодородия почв. Итог этих исследований парадоксален: возникла мысль полностью отказаться от почвы! В начале XX в. в России опыт с водными культурами в широких масштабах проводил К.А.Тимирязев. Этот метод называется гидропоникой. Благодаря этому методу можно довести растение до полного созревания семян. В результате можно установить, как будут развиваться растения в разных условиях. Использование беспочвенного метода выращивания растений позволит обеспечить людей продуктами питания в разных природно-климатических условиях.

     Проблема исследования: Выращивание растений на минеральных растворах.

     Цель: 

  • Выяснить, какие условия нужны для роста и хорошего развития фасоли
  • Узнать новое и интересное из жизни растений расширить свой кругозор
  • Пополнить свой словарный запас.

 

    Задачи:  

  1. изучить литературу по данной теме;
  2. сделать сравнительный анализ уже существующих способов выращивания растений на беспочвенных средах;
  3. провести эксперимент по изучению наиболее оптимального минерального состава для выращивания растений;
  4. выяснить, как влияют  различные минеральные вещества на рост и развитие растений;
  5. проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Объект исследования: минеральное питание растений.

Предмет исследования: выращивание фасоли на беспочвенных средах.

Методы исследования: анализ литературы по изучаемой теме, сравнение,  эксперимент.

Исследовательская   работа   рассчитана  на  повышение  и расширение уровня знаний по биологии.

Гипотеза: На правильно подобранных питательных средах можно выращивать растения без почвы.

 

Результат исследования:

Начало работы:  июнь 2016 года.

Завершение работы:  сентябрь 2016 года

      Выращивание растений и наблюдение за ними – очень увлекательный и познавательный процесс. Развитие растения от прорастания семечка до появления первых цветов или плодов – это волшебство природы. Требуется много времени и терпения, прежде чем вырастет полноценное растение.

Так прорастают семена фасоли:

 

        Я выбрала эту тему проекта потому, что мне хотелось выяснить, что надо сделать, чтобы свершилось это чудо природы – превращение маленького семечка во взрослое растение.

Растение начинает свою жизнь с семени. Крошечное семечко попадает в землю, оно начинает расти, появляются корень и росток, затем листья, цветы и плоды. Число бедных и голодных в мире в ближайшие годы будет стремительно расти. Нехватка продуктов или их непомерная стоимость вызвали уже десятки бунтов в разных странах мира. Эксперты предполагают, что именно еда может стать более важным фактором мировой политики, чем энергоресурсы.

Цены на продовольствие  только расти. Схожая ситуация в десятках стран. Где-то уже гибнут люди, где-то еще пытаются что-то придумать.

Наши земельные ресурсы огромны. И несмотря на то, что в целом климат нашей страны для сельского хозяйства - не лучший (дефицит тепла, либо дефицит влаги), при умелом подборе культур можно прокормить огромное количество людей.

Однако существует ряд объективных проблем, которые сильно затрудняют, а в ряде случаев вообще не позволяют увеличить производство продовольствия в России.

Для начала, большая часть плодородной земли уже используется, и фермерам приходится отвоевывать у природы все больше территорий, на которых мало что растет. Земля нередко отвечает тем, что отбирает хорошие земли: только за последние полвека из-за деградации почв производительность сельского хозяйства сократилась.

Многие пестициды, благодаря которым увеличивается урожайность, теряют эффективность: насекомые вырабатывают к ним иммунитет.

Еще один важнейший сдерживающий элемент - вода. 17% всех посевных угодий в России орошаются искусственно; на них выращивается от 30 до 40% всего урожая, однако во многих областях страны все больше заявляет о себе водный дефицит.

Ученые биотехнологии России в принципе могут предложить вторую зеленую революцию, к примеру, за счет выведения устойчивых к засухе растений или сортов, не боящихся грызунов и насекомых.

Еще одна проблема – нерациональность использования площадей. Всего для выращивания урожаев и выпаса скота мы используем лишь около 12% всей площади страны. Для этого мы уже вырубили треть всего леса в России и распахали четверть всех природных лугов. Еще несколько сотен тысяч гектаров занимают городские и застроенные зоны.

Кроме того учитывая большую протяженность территории нашей страны очень остро стоит проблема транспортировки выращенного урожая до потребителя.

Все вышеперечисленное ставит под сомнение возможность решения в ближайшем будущем проблемы обеспечения продовольственной безопасности, стоящей перед человечеством, путем развития традиционного промышленного сельского хозяйства.

В настоящее время на гидропонике выращивают, в основном, фрукты и ягоды, а также некоторые виды овощей.

 

 

 

  • Теоретическая часть
    • Новые знания

Работая над проектом, я узнала много нового о растениях. Я узнала, как устроено семя. Оно состоит из семенной кожуры, семядолей и зародыша. Семенная кожура защищает семя от повреждений и высыхания. В семядолях содержатся питательные вещества для зародыша. А зародыш дает жизнь новому растению.

Я узнала, что такое процесс фотосинтеза. Фотосинтез  происходит в листьях растений . Углекислый газ, содержащийся в воздухе, проникает в лист. Вода и минеральные вещества поступают из почвы в корни и дальше по стеблям в листья растения. В листьях есть зеленый пигмент хлорофилл, который поглощает солнечный свет. Под действием солнечного света в листьях начинаются химические превращения. Из углекислого газа, воды и минеральных веществ растение само создает себе пищу и поэтому растет. А самое главное, что в процессе этих химических превращений растение выделяет кислород, который необходим всем нам для дыхания. Без кислорода все живое погибнет. Поэтому фотосинтез – это процесс, от которого зависит вся жизнь на Земле

Гидропоника - это обобщенный термин, означающий один из методов культивирования растений без почвы на питательных растворах, содержащих полный набор необходимых для роста и развития веществ в необходимой концентрации и доступной растению форме. При этом необходимо создать благоприятные условия для развития корней и питания растения. Для этого нужно обеспечить контакт корней с питательным раствором и постоянный доступ к корням воздуха, а также создать оптимальную влажность в пространстве между питательным раствором и основанием корней, так как при недостатке влаги они быстро засохнут.

Различают три основных метода выращивания растений на питательных растворах:

- водная культура - собственно, гидропоника;

- субстратная культура - гидрокультура;

- воздушная культура - аэропоника.

Гидропоника или водная культура - это метод выращивания, при котором растение укореняется в тонком слое органического субстрата (торф, мох и т.п.), уложенного на сетчатую основу, опущенную в поддон с питательным раствором.

Корни растений через субстрат и отверстия основы опускаются в раствор, питая растение. Этот метод самый старый, но не самый лучший. При гидропонном способе выращивания растений сложность представляет аэрация корней, так как содержащегося в питательном растворе кислорода растению не достаточно, и корневую систему растения полностью погрузить в раствор нельзя. Для обеспечения дыхания корней между раствором и основой оставляют воздушное пространство для молодых растений 3см, для взрослых - 6см. При этом необходимо позаботиться о поддержании повышенной влажности воздуха в этом пространстве, иначе корни быстро засохнут. Питательный раствор заменяется раз в месяц.

Для выращивания растений методом водной культуры нужен специальный гидропонный горшок, который можно изготовить и самостоятельно.

Считается, что беспочвенные методы культивирования растений, гидропоника – детище современных технологий. Это технологии будущего, успешно разрабатываемые в разных странах, но стоит вспомнить пословицу: новое – хорошо забытое старое.

Но, даже в то далекое время гидропонные методы не являлись абсолютным новшеством. Конечно с натяжкой, но их можно назвать гидропонными. Первый, кто задумался о том, как питаются растения – Аристотель. Во всяком случае, его перу принадлежат работы, где он пытался объяснить сей процесс. Аристотель утверждал, что растения получают необходимую пищу в конечной (уже органической) форме, затрагивая этот вопрос лишь по способу перемещения веществ по стволу растения. Затем на многие столетия в изучении питания растений наступила пауза, пока этим вопросом не стал экспериментально заниматься голландский учёный Иоганн Баптист Ван Гельмонт (1575 – 1642). Он первый решил выяснить, чем питаются и откуда берут себе пищу растения. Гельмонт решил провести опыт: набил в бочку ровно 200 фунтов (1 фунт – 453.6 г) тщательно просеянной и высушенной почвы, затем посадил туда ветвь ивы, весившую пять фунтов. В течение пяти лет он внимательно следил за чистотой эксперимента, не позволял букашкам и даже пыли попасть в почву. Поливал иву исключительно дождевой водой. По истечении указанного срока он взвесил выросшее растение, результат его поразил: вес ивы увеличился на 164 фунта, когда вес почвы - уменьшился лишь на две унции (1 унция – 28. 35 г). Естественно, объяснил он это совершенно неправильно, сделав вывод, что необходимые растению вещества были получены только из воды, не приняв во внимание роль углекислого газа и тех двух унций почвы. Хотя для уровня науки того времени – это простительно. Хорошо уже то, что он поднял вопрос питания растений .

Беркли проводил обширные опыты вне помещений, о которых он впервые сообщил в 1929 г. Им разработана теория “гидропоники”, или водных культур (по аналогии с “геопоникой” - греческим термином для почвенных культур), и он утверждал, что выращивание растений без почвы в широких масштабах вполне осуществимо и целесообразно. Его опыты показали возможность выращивания различных растений в больших количествах в корытах, наполненных питательным раствором.

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 сообщения послевоенной прессы, в качестве первооткрывателя метода беспочвенного выращивания растений, большей частью фигурирует лишь профессор Геррике.

  • Условия роста и развития растений

На уроках биологии мы познакомились с разными способами получения знаний:

Наблюдение                                                                      

Экспериментирование (практическая работа)

Получение информации из книг

Исследование начинается с выдвижения гипотезы. Мы предположили, что растениям для роста и развития необходимы:

Вода

Свет

Тепло

Воздух

Пища

  • Интересные факты о фасоли

Фасоль относится к семейству бобовых. Плоды бобовых растений называют бобами. Боб состоит из двух створок, между которыми лежат семена. Мы называем эти плоды стручками. У одних растений бобы маленькие — 1—2 мм, у других — более 1 м.

Люди употребляли в пищу бобовые растения с очень давних времен. При раскопках древних поселений ученые-археологи нередко находят  обугленные зерна бобов. Сейчас на полях и в огородах выращивают бобовые растения: горох, бобы, фасоль, сою, чечевицу. Их едят люди. А на корм животным высевают кормовые бобовые травы — клевер, вику, люцерну. Сеют бобовые растения обычно ранней весной. Урожай бывает богатый: посеешь одно зернышко, соберешь 100—150.

Бобы часто называют растительным мясом: в них  много белка. Бобовые растения важны для земледелия. На их корнях образуются маленькие клубеньки, в которых живут особые бактерии, усваивающие азот из воздуха. Вот почему после бобовых в почве остается много азота. Он очень полезен пшенице, кукурузе и многим другим растениям, которые потом будут посеяны на том же поле. Из стеблей и листьев готовят сено, питательный силос, который любят коровы, овцы, свиньи. Среди бобовых также много растений, дающих ценное сырье, краски, лекарства. А душистый горошек, многолетний люпин с яркими цветками украшают наши клумбы.

  • Минеральное питание растений

Растение своей корневой системой поглощает из почвенных растворов и затем усваивает необходимые ему минеральные вещества. Для всех растений абсолютно необходимы 13 элементов, которые принимают участие в обмене веществ: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, марганец, медь, цинк, бор, молибден, хлор. При полном отсутствии в почве одного из этих элементов происходят резкие изменения основных жизненных функций растений - тормозится рост, нарушается нормальный ход фотосинтеза. Азот, фосфор, калий, кальций, сера и магний содержатся в растениях в значительных количествах и называются макроэлементами (от греческого слова «макрос» - большой), остальные - в ничтожных количествах и называются микроэлементами (от греческого слова «микрос» - маленький), но и они очень важны для растения.

Ряду растений нужны и другие элементы, не они не абсолютно необходимы им. Так, ничтожные количества кобальта усиливают рост сои, повышают содержание хлорофилла в листьях и витамина В12 в клубеньках, которые образуются на корнях растения, что очень важно для жизнедеятельности клубеньковых бактерий, обогащающих почву азотом.

Знать физиологическую роль необходимых для растения элементов, механизм их поглощения и передвижения в растении очень важно для того, чтобы правильно применять удобрения и получать высокие урожаи.

Нужно уметь своевременно заметить нехватку того или иного элемента в почве. Обеспеченность почвы минеральными элементами можно определить путем химического анализа почвы, а также самих растений. Недостаток питательных веществ (или их избыток) можно заметить и простым глазом по изменению окраски листьев, их формы, резкому замедлению роста и развития растений, если, конечно, они не вызваны другими причинами: вредителями, болезнями, засухой, холодом.

 

  • Основные признаки недостаточности питательных элементов

При нехватке азота (N) у растений - бледно-зеленая окраска и пожелтение листьев, слабый рост и раннее опадание листьев. Если мало фосфора (P) - темно-зеленая или голубоватая окраска листьев; появляются красные, пурпурные оттенки; темный, иногда почти черный цвет засыхающих листьев. При недостатке калия (K) - пожелтение или побурение листьев, отмирание ткани либо закручивание книзу краев листа, морщинистость листьев.

Чтобы восполнить недостаток тех или иных веществ в почве, в нее вносят в виде подкормок соответствующие удобрения, в том числе и специальные микроудобрения, содержащие микроэлементы.

 

  • Преимущества гидропонного метода выращивания растений:

     При применении настоящего способа существенно поднимается  урожайность плодовых  растений. Интенсивное цветение декоративных растений также доказывает положительное влияние гидропоники на их рост. Этот метод помогает снабдить растение всеми необходимыми ему полезными веществами. Оно растет крепким и здоровым, причем гораздо быстрее, чем в почве.

     Растение не накапливает вредных и пагубно влияющих на человеческий организм элементов, содержащихся в почве. Как правило, это ядовитые органические соединения, избыток нитратов, радионуклиды, тяжелые металлы и прочие. Особенно это актуально для плодовых растений. Ведь при использовании метода гидропоники растения получают только лишь полезные вещества.

     Растения не нуждаются в ежедневном поливе. И расход воды при гидропонике гораздо проще контролировать. Каждое растение требует исключительно индивидуального подхода. В зависимости от системы выращивания и объема емкости необходимо систематически доливать воду – одному растению раз в три дня, другому раз в месяц.

    При почвенном выращивании растения нередко страдают от пересыхания и недостатка кислорода,  в случае переувлажнения. С применением способа гидропоники это совершенно исключено.

     Процедура пересаживания многолетних растений при использовании технологии гидропоники существенно облегчается. Ведь при пересадке их в почву корни в любом случае травмируются, в той или иной степени.

     Благодаря гидропонике можно избежать таких проблем, как вредители и всевозможные разновидности грибков и болезней, которые встречаются у растений, растущих в почве. Вопрос о применении ядохимикатов сам собой отпадает.

     Отпадает необходимость применения новой почвы, что значительно уменьшает затраты на процесс выращивания комнатных растений.

     С практический точки зрения за такими растениями легче ухаживать, нет грязи от земли, нет посторонних запахов, нет вредителей, которые могут завестись в почве, а потом распространиться и на помещение.

  • Минусы применения технологии гидропоники

      Изначально стоимость такого решения будет существенно выше, чем приобретения обычного грунта.

    Нужно вложить немного труда, дабы самостоятельно собрать систему. Это займет немало времени и сил. А ежели приобрести уже готовую систему, то вам придется выложить определенную сумму. Плюс в том, что изначальные затраты и времени и денег окупятся с лихвой, поскольку растение начнет расти в несколько раз быстрее и ухаживать за ним будет намного легче.

    Стереотипы и общественное мнение дают свое. Многие такой способ выращивания растений ассоциируют с искусственным методом с применением химических удобрений – то есть ядохимикатами, которые пагубно влияют на здоровье. Однако такого рода суждения возникают исключительно от незнания того, что такое гидропоника.

  1. 2. Практическая часть работы или гидропоника для новичка

2.1.  Изготовление гидропонной установки

При проведении практической части исследований на первоначальном этапе нам необходимо было определиться с конструкцией гидропонной установки, которою мы с мамой 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. Большой горшок для комнатных растений
  2. Маленький горшок
  3. Керамзит

В маленьком горшке сами сделали достаточно большое количество отверстий, для того, чтобы корни будущего растения могли развиваться.

Составные части установки, порядок ее сборки  и общий вид представлены на рисунке 1.

Дальше мы выбрали субстрат в котором будем выращивать растение.

В качестве субстрата должны использоваться инертные материалы.

Мы выбрали керамзит, так как он обладает следующими положительными свойствами:

1) гигроскопичен

2) долговечен

3) пористый, в нем растение может достаточно долго сохраняет влагу(в системах подпором)

4) после подготовки не меняет pH раствора

Керамзит мы купили в магазине и провели его подготовку. Сначала мы отобрали керамзитный камень размером 3…4 миллиметра, затем обработали его азотной кислотой и несколько раз тщательно промыв высушили. Внешний вид керамзита перед применением показан на рисунке 2.

На следующем этапе исследований мы выбрали растение, которое будем выращивать на гидропонике. Выбор пал на фасоль, так я хотела, не только вырастить растение, но и попробовать на вкус результаты своей работы.

А фасоль я люблю. Сорт фасоли был подобран таким образом, чтобы не возникло проблем с опылением его цветков.

Для предварительного проращивания семян мы использовали традиционный метод: в чашу с водой и ватными дисками поместили фасоль.

Начало эксперимента 14 июнь 2016 г.

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июнь

   15 июнь

    16 июнь

    17 июнь

    18 июнь

   19 июнь

   20

июнь

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

Фото 1: первый день                        Фото 2: второй день

 

     

 

          Фото 3: третий день                           Фото 4: пятый день

                              Фото 5: седьмой день

В ходе эксперимента мы создавали растениям различные условия, чтобы определить их влияние на рост и развитие растения.

Например, часть семян мы предварительно замочили в воде, а другие посадили без  замачивания. Те семена, которые были замочены, дали более ранние и дружные всходы. Таким образом, мы сделали вывод о необходимости воды для роста и  развития растения.          

Также мы заметили, что семена, которые поливали слишком обильно, не проросли, а погибли, в то время как семена, которые поливались умеренно и рыхлились, развивались очень хорошо. Так мы сделали вывод о необходимости воздуха для роста растений.

   Поставив один горшок с семенами в теплое, а другой в прохладное место, мы наблюдали, что в тепле растение развивается намного лучше, а растение в холоде как будто замерло и спит. Значит, тепло также является необходимым условием для развития растения.

В один горшок мы посадили семена редко, а в другой – густо. Мы заметили, что густо посаженные растения получились бледными, слабыми и вытянутыми, а редко посаженные растения имели  ярко-зеленые листья и крепкие стебли. Объяснение этому мы нашли в том, что густо посаженным растениям не хватало солнечного света, так как они затеняли друг друга. Значит, солнечный свет необходим для растений.

Из книг мы узнали, что растения получают питание из почвы. Чем более богата питательными веществами почва, тем лучше развивается и плодоносит растение. Таким образом, наличие плодородной почвы также является необходимым условием для получения хорошего урожая.

После того как семена проросли, мы пересадили их в заранее подготовленный горшок с землей.

 

 

 

 

 

 

Фото 6: посадка в горшок с грунтом

2.2. Процесс пересадки фасоли из грунта в систему гидропоники

А когда из земли проросли два первых листочка, мы осторожно выкопали растение и промыв корни проточной водой поместили фасоль в горшочек гидропонной установки, аккуратно присыпав корни керамзитом.

        Поместите в ведро земляной ком с корнем растения и замочите на несколько часов водой комнатной температуры.

        По истечению этого времени под водой аккуратно отделите землю и при помощи легкой струи воды комнатной температуры осторожно отмойте корни.

       После очистки расправьте корни к низу и засыпьте их субстратом. При этом не требуется, чтобы растение непосредственно корнями касалось водяного слоя.  Раствор поднимется вверх по капиллярам субстрата и достигнет корней. Через некоторое время растения сами прорастут на необходимую глубину.

      Полейте субстрат сверху обычной водой. Затем залейте воду в сосуд до необходимого уровня и оставьте растение адаптироваться приблизительно на неделю.

     Только после истечения этого периода в воду можно добавлять удобрения.

2.3.  Рецепт для выращивания фасоли на гидропонике

Магний сернокислый 5,37 гр/10литров

Кальций азотнокислый 16,88 гр/10литров

Монокалий фосфат 5,25 гр/10литров

Калий сернокислый 1,25 гр/10литров

Вода 10литров

Приготовить собственноручно раствор для гидропонного метода выращивания, не сложно, и более того это занятие не требует особых навыков и знаний, а рецепты настолько просты что будут понятны даже начинающему садоводу.

     В приготовлении питания для Ваших любимых растений вы можете использовать одно из двух решений:

1.Приготовить питательную смесь компонентов самому после чего растворить ее в подготовленной воде (отстоявшуюся не менее 2-х суток, с отрегулированным уровнем pH). При выборе этого решения Вам придется искать и приобретать все элементы указанные в рецепте самому, далее смешивать их в точных пропорциях для чего Вам просто необходимы весы с диапазоном взвешивания от 0.1 до 500 граммов.

  1. Купить в магазине гидропоники уже готовые удобрения для гидропоники, такие как Flora Series, и Etisso. Если Вы выбрали в качестве питания уже готовые удобрения Вам остается всего, лишь смешать их с нужным количеством воды, согласно инструкции на обратной стороне упаковки (емкости)

2.4. Вода для приготовления растворов

Что касается воды для приготовления раствора, то она должна быть чистой, и не жесткой, а также не должна содержать примесей. Лучше всего подходит для приготовления раствора дистиллированная вода, но если дистиллированную воду найти представляется проблемно, то можно использовать дождевую, из котлована или водопроводную воду, которую необходимо отстоять в темном месте не менее 2-х суток (нейтрализация хлора). Если у Вас из под крана бежит жесткая вода то ее можно смягчить при помощи торфа. Для этого берется торф, из расчета 700г на 10л воды в сетке опускают в емкость с водой и оставляют примерно на 10-12 часов, а лучше оставить на ночь. Профильтрованную от торфяной крошки воду утром можно использовать для приготовления питательного раствора или для полива растений. Еще для смягчения жесткой воды существуют специальные картриджи к фильтрам и таблетки смягчители (pH таблетки).

Немного о приготовлении растворов

    Все необходимые для приготовления растворов соли хранят отдельно в сухом или растворенном виде в закрытой стеклянной посуде. Исключение составляют соли железа, которые необходимо хранить в посуде из темного стекла в сухом виде и растворять только перед употреблением иначе выпадают в осадок.

    Для приготовления питательных растворов все минеральные соли берутся в строго определенных в рецепте количествах, разводятся отдельно в небольшом количестве воды, далее растворяются в резервуаре с подготовленной водой. Смешивание сухих солей НЕ ДОПУСТИМО! Неправильно приготовленный раствор сведет на нет все ваши труды.

    В осенне-зимний период количество азота должно быть минимальным. Зимой, в период покоя, следует использовать питательный раствор в половинной концентрации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

Проанализировав наши наблюдения в ходе эксперимента, и изучив дополнительные материалы по теме проекта, я сделала выводы о необходимых условиях для роста и развития растений:

  • Растению нужна вода. В каждом семени есть запас питательных веществ, небольшая «кладовая». Но семена могут использовать только растворенные в воде питательные вещества. Поэтому когда семена попадают во влажную среду, питательные вещества  растворяются в воде и дают семени силы для роста. 
  • Растению нужен воздух. Как все живое, семя дышит кислородом. А кислород, как известно, содержится в воздухе. Без доступа воздуха растение погибнет.
  • Растению нужно тепло. В тепле все процессы происходят быстрее. А холод не дает семени прорастать. Без тепла растение погружается в спячку и может даже погибнуть.
  • Растению нужен свет. Под действием солнечного света в листьях растений вырабатываются питательные вещества. Листья - это «живые заводы» по производству еды. В них содержится клейкое зеленое вещество – хлорофилл. С его помощью растения вырабатывают себе пищу. Она похожа на сладковатый сок и называется живицей. Поступая во все части растения, живица питает его и дает силы для роста. Образование питательных соков в листьях растений называется фотосинтезом.
  • Растение получает питательные вещества из почвы. Корни растения вытягивают из почвы воду и минеральные вещества. Если почва бедная, то растение хуже развивается и плодоносит. Поэтому люди вносят в почву удобрения, чтобы получать хороший урожай.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Ученые убеждены: сегодня нереально вырастить экологически чистый продукт в открытом грунте. Тут нужна гидропоника: ведь промышленные примеси, загрязняющие внешнюю среду, обнаруживаются даже в начисто лишенной индустрии Гренландии! Технику в таком хозяйстве тоже использовать нежелательно, чтобы не вносить в почву бензин и машинное масло - допускается только ручной труд или механизмы, работающие на электричестве.

Овощи и фрукты, произведенные с соблюдением этих условий, имеют давно забытый нами натуральный вкус и аромат, не идущий ни в какое сравнение с ощущением на языке, которое оставляют "пластмассовая" клубника и "восковые" яблоки из супермаркета. Экологически чистые овощи и фрукты никогда не замораживают и не пичкают консервантами, поэтому они, как правило, долго не хранятся: такую еду доставляют обычно потребителю домой в свежем виде.

     Я многое узнала о гидропонике. В начале были неудачи. У меня не получалось. Но поняв причину своих неудач, все же я продолжаю эту работу. Очень интересная и увлекательная тема.

Хочу в дальнейшем больше изучить литературу и углубить свои знания.

Всем организаторам большое спасибо за такой конкурс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

  1. http://www.unesco.org/most/
  2. http://www.macfound.ru/
  3. http://www.unfpa.org/
  4. Гидропоника для любителей. Зальцер Э. Перевод с немецкого М.П.Чумакова, издательство "Колос" 1965 год Москва.
  5. Алиев Э.А. "Выращивание овощей в гидропонных теплицах".
  6. Чесноков В.А., Базырина Е.Н. и др., "Выращивание растений без почвы".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения

 

Так прорастают семена фасоли                     Строение семя фасоли

 

 

 

Процесс фотосинтеза                                          Бобы фасоли

 

 

 

 

Таблица 1. Дневник наблюдений за фасолью

    14 июня

   15 июня

    16 июня

    18 июня

    21 июня

   23 июня

   25

июня

Изменений нет

Немного набухли

Видны проросты некото-

рых фасолин

Произо-

шел разрыв кожицы, фасолины набухли  и потеряли яркость

Пророс-ли все, позеленели не-которые фасолины

 

Фасо-лина, у которой вчера лопнула кожура, прорас-тила корешок и пытает-ся укорениться в слое ваты. На корешке появи-лись первые боковые корешки

 

одна особен-но сильно выросла и даже выпустила боковые кореш-ки…

 

 

   

                  14.06.16 г.                                18.06.16 г.

                 .

                 21.06.16 г.                                                23.06.16 г

       

                                                        30.06.16 г.

 

                                                    Посадка в грунт

 

 

 

 

 

 

                   Посадка в грунт

 

 

     

                                                        30.06.16 г.

 

                                                    Посадка в грунт

 

 

 

 

 

 

                   Посадка в грунт

 

 

Добавлено: 06.10.2016
Рейтинг: 8.05
Комментарии:
0
footer logo © Образ–Центр, 2015. 12+