ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА «Гидропоника. Как накормить современное человечество»

МБОУ «Верхнелащинская основная общеобразовательная школа

Буинского муниципального района РТ»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

«Гидропоника. Как накормить человечество»

Учитель биологии и технологии:

Григорьев С.В.

Буинск - 2016

…Кто хоть раз возьмет с любовью в руки нежный росток живого, вечно прекрасного, тот уже не с может отказаться от радости растить, творить, добиваться интересных и всегда новых результатов в многообразном мире зеленых растений…

Оглавление:

Введение._____________________________________________________________4

• Аннотация.

• Актуальность.

• Объект исследования.

• Гипотеза.

• Задачи исследования.

• Методы исследования.

• Научная новизна.

• Практическая ценность (Практическая значимость).

• Используемые методы.

• План исследования.

Глава 1. Основная часть.

1.1.Что такое гидропоника?___________________________________________8

1.2. История гидропоники.____________________________________________9

13. Преимущества гидропоники и трудности выращивания растений в растворах.__________________________________________________________13

1.4. Технология гидропоники._________________________________________15

1.5. Методы гидропоники.____________________________________________16

1.6. Польза (+) и вред (-) гидропоники._________________________________17

1.7.Мифы (10) о гидропоники._________________________________________19

1.8. Использование гидрогеля в качестве субстрата._____________________21

Глава 2. Экспериментальная часть. (Практическая часть)

2.1. Изготовление гидропонной установки, подготовка субстрата и питательного раствора_______________________________________________22

2.2.Опрос.___________________________________________________________27

2.3. Выращивание лука.______________________________________________28

2.4. Выращивание томата_____________________________________________29

Глава 3.Выводы. Заключение.­­­­­­­________________________________________32

Литература (Интернет ресурсы)

Приложения (Плакаты) + (ppt) презентация.

Введение.

При просмотре телепередачи «Будущее. Что нас ждет?» У меня возник вопрос, что будет, когда земля станет непригодной для выращивания растений? Человечеству будет угрожать голод. А потом я подумал, что можно использовать гидропонику в решении этой проблемы. И у меня появился интерес к ГИДРОПОНИКЕ.

В недалёком будущем, предсказывают ухудшение погодных условий, дефицит чистой воды, уменьшение количества плодородных почв,  дефицит продуктов питания... и всё это благодаря человеку.

Ученые всего мира ломают головы уже сейчас над тем, как в ухудшающихся природных условиях накормить, напоить и помочь выжить  растущему населению планеты Земля. Полуфантастические проекты переселения на соседние планеты, города под землей, города под водой... но то только проекты возможного местообитания. А вот каким образом обеспечить все эти поселения жизненно необходимыми питательными веществами и водой?

Если положить на чашу весов все преимущества современной гидропоники, проекты развития земледелия в городских условиях, а на вторую чашу весов все катаклизмы, которые пророчат через пару десятков лет, то можно смело сказать: человечество выживет и под водой и под землей и даже на другой планете, благодаря именно ей, а название её - ГИДРОПОНИКА!

Аннотация.

Развитие гидропоники в России связано с развитием фермерских хозяйств, где на небольшой площади можно выращивать зелень, овощи, цветочные и ягодные культуры в промышленных масштабах.

Создание оптимальных условий для роста и развития растений обеспечивает получение очень высоких урожаев, лучшего качества и за более короткие сроки. В своем исследований я выявил с помощью научного подхода, в каких жидкостях семена растут лучше всего.

Оказалось что, вода - лучшая жидкость для проращивания семян, так как она не содержит никаких примесей, которые могут привести семена к гибели, а гидропонический раствор к брожению.

Гидропоника - как метод выращивания, в сумме с Nano технологиями эффективного освещения и обогрева растений, дают этому способу очевидные преимущества и отличную перспективу развития метода.

Объектом исследования избран метод выращивания растений без почвы - гидропоника. На основе эксперимента, сравнения и анализа результатов выясняем когда можно получить больше урожай зелени лука, выращивая его в снеговой воде, почве с огорода или лук выращенный методом гидропоники. В результате наблюдений удалось установить, что при выращивании лука на гидропонной установке перо достигло нужной длины за 23 дня, а это на несколько дней раньше срока, при этом луковая зелень более сочная и приятная на вкус. Выращивание лука методом гидропоники позволит значительно экономить ресурсы, получить хороший урожай. Зеленый лук - прекрасное средство для восполнения запаса витаминов, особенно зимой и в период весеннего авитаминоза.

Актуальность.

Применение гидропоники снижает финансовые затраты на обработку почвы, защиту от сорняков и вредителей, позволяет выращивать большее количество растений на ограниченной площади посадки. Вода и минеральные удобрения расходуются рациональнее, за счет их многократного использования. Появляется возможность управлять ростом растений, путем изменения состава раствора питательных веществ, концентрации кислорода в растворе, что увеличивает урожайность.

В рамках проекта я узнал много нового, в том числе, что лук и чеснок занимают третье место среди полезных продуктов. Зеленый лук - прекрасное средство для восполнения запаса витаминов, особенно зимой и в период весеннего авитаминоза. Он содержит витамины группы В, С, Е, РР, каротин, органические кислоты, калий, фосфор, кальций, железо, фитонциды, которые позволят защитить организм от болезней.

Проведя социологический опрос среди учащихся нашей школы, обработав результаты , пришел к выводу, что ребята редко используют репчатый лук в пищу, отдавая предпочтение зелёному луку . К сожалению, зеленый лук, купленный в магазине, не подлежит длительному хранению, он увядает и теряет свои полезные свойства. Лук, выращенный в домашних условиях - оптимальное решение проблемы: предлагаю вырастить лук самим.

Целью нашей работы является изготовление гидропонной установки и применение ее для выращивания овощных культур, а именно лука и томата..

Задачи:

1. Изучить теоретические аспекты гидропоники.

2. Сконструировать гидропонную установку и приобрести необходимый материал для ее изготовления.

3. Изготовить гидропонную установку.

4. Провести опыты по выращиванию растений в гидропонной установке.

5. Изучить литературу по выращиванию овощных культур методом гидропоники.

6. Обобщить результаты эксперимента.

Объектом исследования является изготовленная нами гидропонная система. Гидропоника - как метод выращивания растений без почвы.

Предметом исследования является процесс выращивания овощей в гидропонной системе (сроки выращивания и размеры овощей).

Гипотеза. Приступая к исследованию мы предположили, что вода с пропускаемым через нее воздухом, является лучшей средой для выращивания овощных культур.

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

Практическая значимость.

Результаты данного исследования могут быть использованы для выращивания огородных и цветочных культур в течение всего года, даже с использованием мелких семян, которые редко прорастают в открытом грунте.

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

План исследования.

1. Обсуждение проблемы с классом.

2. Сбор сведений в Интернете.

3. Изготовление гидропонной системы.

4. Выступление с проблемой на классных часах.

5. Выращивание овощных культур на гидропонной системе.

Время проведения: январь - апрель 2016 год

Глава 1. Основная часть

1.1 Что такое гидропоника?

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

Различают три основных способа выращивания растений на питательных растворах:

- водная культура - гидропоника;

- субстратная культура - гидрокультура;

- воздушная культура - аэропоника.

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

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

Воздушная культура - аэропоника способ выращивания растений без субстрата вообще.

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

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

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

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

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

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

1.2.История гидропоники.

( Историография гидропоники)

Принято считать, что гидропонные методы выращивания растений – результат современных технологий. Да, действительно, это технологии будущего, успешно реализуемые в разных странах, но если вспомнить пословицу: новое – хорошо забытое старое… До нашего времени не сохранилось одно из семи чудес света– висячие сады, построенные Навуходоносором для своей жены, Семирамиды. Эти цветущие сады были чудом не только потому, что находились в раскалённой пустыне и поражали своими размерами. По очень небольшому количеству свидетельств очевидцев, дошедших до нас, можно сделать вывод – для содержания растений использовались простейшие гидропонные системы активного типа. Субстратом служила смесь земли и камней, такая гидрокультура, описание компонентов питательного раствора – к сожалению не сохранилось до нашего времени.
Но, даже в те далёкие времена, беспочвенные способы не являлись чем-то абсолютно новым. В древнешумерском «Эпосе о Гильгамеше», каковой считается одним из древнейших письменных источников, дошедших до наших дней, - есть упоминания о подобных системах. Конечно с некоторой натяжкой, можно назвать гидропонными. Основоположником был Аристотель. Его перу принадлежат труды, где он объяснял процесс питания растений. Аристотель говорил, что растения получают нужную им пищу в законченной (уже органической) форме, затрагивая этот вопрос лишь по методу перемещения питательных веществ по стволу растения. Затем, на многие века, в изучении питания растений наступила длительная пауза. Затем экспериментально занялся этим вопросом голландский учёный Иоганн Баптист Ван Гельмонт (1575 – 1642). Профессор медицины Джон Вудворд (1665 – 1828) реализовал и описал процесс выращивания, наиболее близкий к понятию - гидропоника. Далее немецкий агрохимик Юстус фон Либих (1803-1873) сделал вывод, что органические соединения, являются средством питания и поддержания жизни животных и людей (гетеротрофное питание ). Источником же питания растений служит неорганическая природа (автотрофное питание). Так была определен остов современной агрохимии, и путь ее дальнейшего развития был указан в изречении Либиха: "теперь, когда стали известными условия, нужные для того, чтобы почва была способной поддерживать жизнь растений (плодородной ), скорее всего, никто не будет отрицать, что дальнейшего развития в сельском хозяйстве следует ждать только от химии".
Первоначально считали , что беспочвенные способы выращивания растений – пригодны только исключительно для научно-испытательных лабораторий, и интерес это может вызывать только в научных кругах среди ученых –в качестве интересного, занимательного метода. Самая большая из них была создана в советском институте плодоводства по предложению профессора Д.Н. Прянишникова. Практические результаты по работам этой масштабной научной задачи были реализованы в 1937 г советской экспедицией полярников. С 1936 года способом гидропоники стали выращивать цветочные и овощные культуры в оранжереях и ботанических садах в нашей стране.
На фоне общемировой угрозы голода следует вывод, что будущее у гидропонного выращивания растений наиболее перспективно. HYPERLINK http://gidroponika.com/Уже сейчас в России существуют несколько компаний, которые уже довольно длительный период времени работают на этом рынке.

600 до н. э.	Обнаружено в местности, современное название — Ирак. Висячие Сады Семирамиды в Вавилоне, одно из Семи Чудес Света — считается первым местом активного гидропонического культивирования растений.
1100 н. э.	Индейцы-ацтеки создают плавающие сады, известные как chinampas, используя слои земли и растительности в плавающих корзинах и плотах, для культивирования агрокультур на свежей воде на озерах в Центральной Америке.
1275–1292	Марко Поло описывает плавающие сады, обнаруженные им в Китае.
1492	Леонардо да Винчи — ученый и художник эпохи Ренессанса, определяет что растения поглощают питательные вещества, но его сведения остаются неопубликованными (обнаружены в его записных книжках).
1640-е	Бельгийский фермер Ян Баптиста ван Гельмонт (Jean Baptista Helmont) в его знаменитом трактате «Эксперимент с ивовым деревом» (Jean van Helmont, “Willow Tree Experiment”) доказывает, что растения получают питательные субстанции из воды.
1699	Джон Вудворд (John Woodward), член Королевского Общества Англии, обнаруживает что растения получают питательные минеральные вещества из растворенной в воде почвы.
1792	Английский ученый Джозеф Пристли (Joseph Priestly) определяет, что растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород.
1856–1865	Два немецких ученых, Джулиус вон Сакс и В. Кноп (Julius von Sachs и W. Knop), стандартизируют формулу питательных веществ, которая позволяет выращивать растения при беспочвенном культивировании.
1920	Денис Р. Хоуглэнд (Dennis R. Hoagland) разрабатывает состав Hoagland`s, формула питательного вещества которого все еще применяется сегодня.
1920-е и 30-е	Д-р Вильям Ф. Герик (William F. Gericke) в Университете Калифорнии вводит понятие “гидропоника”для агротехнических приемов выращивания растений в воде без почвы. Комбинация греческих слов hydro- для воды и -ponos для орошения буквально означает водная-работа (“water-working”).
1940-е	Во время Второй мировой войны в театре военных действий Тихого океана американские войска создают свои гидропонные фермы для производства пищи – на пустынных островах Иводзима и Окинава (Iwo Jima и Okinawa). Гидропоническая агротехника возвращается в Ирак вместе с американскими войсками, охраняющими нефтяные месторождения в Хаббании (Habbaniya). Гидропонические технологии применяются для выращивания свежих овощей. В Пердью (Purdue) Роберт и Алиса Витроу (Robert & Alice Withrow) разрабатывают систему гидропоники для растений, известную как система затопления (Ebb and Flow system), при которой корни растений периодически орошаются питательными растворами.
1952	Свыше 8,000,000 фунтов (3 632 000 кг) свежих продуктов выращены специальными подразделениями армии США для поставок в воинские части.
1960–65	Изобретены «техника питательного слоя» (NFT (Nutrient Film Technique) – Alan Cooper/UK?) и капельная система орошения (Cornell University).
1969	Блокада президентом Никсоном (Nixon) границы с Мексикой породила косвенный эффект резкого увеличения домашнего выращивания марихуаны в Америке и Канаде.
1970	Итальянец д-р Франко Массантини (Dr. Franco Massantini) исследует метод аэропоники, при котором корни орошаются питательным туманом-аэрозолем. Голландские исследователи используют маты из минеральной плиты и применяют техники периодического затопления и капельного полива.
1982	В июльском выпуске “High Times” (#83) “Сделай сам” (“Do it Yourself Hydroponics”) в цикле «Гидропоника» представлены первые кустарные установки для выращивания марихуаны в водной среде. Эпкот-центр в Диснейлэнде (Epcot Center at Disneyworld ) представляет аттракцион «Жизнь Земли», позволяющий посетителям совершить футуристическое путешествие через гидропонические «сады завтрашнего дня».
1986–1988	Израильский ученый д-р Hillel Soffer, старший научный сотрудник в Институте в Волкане, в Эйн-Геде (Volcani Institute in Ein Gedi, Dr. Hillel Soffer, Israel), разрабатывает аэропонную технологию гидропоники, при которой частично погруженные корни орошались обогащенным кислородом раствором с питательными веществами.
1989	26 октября, названное гроверами как “Черный четверг”, началась широкомасштабная операция DEA “Green Merchant” против гроверов и поставщиков гидропонных систем, которая оказалась неприятным сюрпризом для производителей орхидей в оранжереях, которые были опустошены во время рейдов. Пока продолжаются аресты и задержания, производители марихуаны все глубже уходят в подполье, и гроверы стараются повысить эффективность домашнего выращивания конопли.
1995	В майском выпуске “High Times” (#237) “Большая дискуссия: Гидро против Био” (“The Great Hydro vs. Bio Debate” ); Аржан из Грин Хаус (Arjan, Greenhouse), Вернард из Позитроникс (Wernard, Positronics) и Киле Кушман (Kyle Kushman) обсуждали достоинства и ограничения между органическим выращиванием в почве или в воде с химическими питательными веществами.
1996	В Нидерландах компания Canna предлагает «Кокос Canna» – субстрат для корней растений, сделанный из волокон шелухи кокосового ореха, органическая возобновляемая альтернатива минеральной вате.
1998	В октябрьском выпуске “High Times” (#278) эксперт по культивированию на гидропонике Жорж Сервантес (Jorge Cervantes) раскрывает секреты гидро-органического выращивания растений как альтернативу почвенному выращиванию, с применением химическим питательных солей – “Гидро-Органика: Естественный подход к гидро-органике” (“Hydro-Organic: The Natural Approach to Hydroponics.”).
1999	В августовском выпуске “High Times” (#288) Кушман (Kushman) публикует 1-й Годовой Доклад по гидропонике, в котором положил начало традиции освещать лучшие гидро системы и сопутствующие товары.

1.3.Преимущества гидропоники и трудности выращивания растений в растворах.
Растениям требуется очень много энергии и сил для формирования и развития своей корневой системы, она должна быть довольно разветвленной и большой по количеству корней, чтобы получить как можно больше воды и растворенных в ней веществ. Способом гидропоники реально обеспечить растению беспрерывную доставку необходимых для жизнедеятельности компонентов, таким образом , растение больше не затрачивает свои силы на поиск питательных веществ, следовательно вся его энергия направляется на развитие, таким способом можно ускорить рост растения на 50% - и это только минимальный результат!
Гидрокультура имеет по сравнению с обычным почвенным методом выращивания растений большие преимущества:

1. Растение непрерывно получает необходимые ему вещества в нужных количествах, оно развивается здоровым и крепким, и гораздо быстрее, чем в почве. При этом урожайность плодовых и овощных культур , а также цветение декоративных растений повышается в несколько раз.
  2. Корневая система растений никогда не испытывает пересыхания или недостатка кислорода при переувлажнении, что обязательно происходит при почвенном методе выращивании.
  3. Нет необходимости осуществлять ежедневный полив растения, так легче контролировать расход воды. В зависимости от выбранной ёмкости и способа выращивания нужно добавлять воду намного реже - от одного раза до трех раз в месяц.
  4. Отсутствие большого количества болезней, которые могут развиваться только при почвенном выращивании. Исчезают также многочисленные проблемы вредителей почвы, что избавляет от использования ядохимикатов.
5. Балансом питательных веществ постоянно контролируется. Так растение получает только необходимые ему элементы, оно не накапливает в себе вредных для здоровья человека веществ, обязательно присутствующих в почве (радионуклиды, избыток нитратов,,тяжелые металлы, ядовитые органические соединения). 
Гидропоника - как способ выращивания, в сумме с Nano технологиями эффективного освещения и обогрева растений, дают этому методу очевидные преимущества и отличную перспективу для дальнейшего развития.
Трудности выращивания растений в растворах. 
1. Необходимость постоянного тотального контроля над химическим составом раствора и состоянием субстрата, в зависимости от вида растения и жесткости воды;
2. Периодические проверки состояния корневой системы и уровня воды в емкости.

1.4.Технология ГИДРОПОНИКИ.

Существует несколько разновидностей гидропонных систем. В целом, их можно разделить на две основные группы: «Пассивные» и «Активные». В «Пассивных» системах питательный раствор не подвергается какому-либо механическому воздействию и доставляется к корням за счет капиллярных сил. Такие системы получили название — Фитильные. Все «Активные» системы, так или иначе, требуют циркуляции питательной жидкости, что достигается при помощи насосов. Большинство из них нуждается в параллельной системе аэрации (насыщении кислородом питательного раствора). Существуют сотни модификаций гидропонных систем, но все они — это разновидность (или комбинация) пяти основных типов:

1)система периодического затопления,

2)система капельного полива,

3)фитильная система,

4)система плавающей платформы,

5)глубоководная система

6) воздушная система - аэропоника. 

1.5.Методы ГИДРОПОНИКИ.

Эксперименты показали, что растение хорошо развивается, если в растворе есть калий, сера, железо, магний, кальций, азот и фосфор. Ученые выяснили что если из раствора с питательными веществами исключить такие элементы как калий, рост растения останавливается. Оказывается без кальция не может развиваться корневая система. Элементы железо и магний, необходимы растению для образования хлорофилла. Белки, необходимые для образования протоплазмы и ядра, не могут образоваться без серы и фосфора.

Долгое время ученные думали, что только эти элементы нужны для нормального развития растений. Но позже ученые выяснили, что растению также нужны очень небольшие количества других элементов, которые поэтому и назвали микроэлементами.

В нашей же стране первые удачные опыты выращивания овощей на гидропонике были поставлены в 1938-1939 годах.

В зависимости от того какой используется субстрат появились различные методы гидропоники: 

• Агрегатопоника - когда корни размещены в твердых инертных, неорганических субстратах – керамзите, щебне, песке, гравии и т.п.

• Хемопоника - субстратом служат мох, опилки, верховой торф и другие малодоступные для питания растений органические материалы;

• Ионитопоника - субстрат из ионообменных материалов;

• Аэропоника - твердого субстрата нет, корни висят в воздухе затемненной камеры.

Метод гидропоники позволяет обойтись без почвы, и вырастить большее количество растений.

1.6.Польза(+) и вред(-) гидропоники.

Что есть правда, а что — ложь? Зачем нужна гидропоника? Масштабы экологической катастрофы ужасают. Люди умудрились за несколько веков убить то, что создавалось тысячелетиями. И если раньше гидропоника была забыта именно благодаря завоевыванию плодородных земель, теперь она возрождается из-за гибели этих самых земель. Почва впитывает все больше и больше вредных веществ — продуктов промышленной переработки, которые услужливо поставляет ей ее же питомец — человек. горшки для гидропоники с автоматической системой полива Хотя, безусловно, есть и иные причины возвращения гидропоники. Например, ее выгодность. И действительно, гораздо больше урожая появляется на старых площадях, ибо все необходимые растению вещества поступают к нему в обещанных объемах, без погрешностей за счет впитывания в почву или испарения, без нанесения вреда при борьбе с вредителями, да и меньший размер корней экономит место. Как это работает?

Гидропоника подразумевает создание условий, благоприятных для развития корней. Для этого организуется постоянное и правильное питание корней, постоянный же их контакт с воздухом, создается совокупность всех оптимальных абиотических факторов, таких как влажность, температура. Само растение размещается на специальной сетке в слое субстрата. Сетка находится на емкости, наполненной питательным раствором. Именно в этой емкости размещаются корни. гидропонное устройство Субстратом может являться вермикулит, торф, мох, керамзит. Питательное вещество — это, как правило, раствор химических солей в воде. Да, прочитав слово «химических», все сразу решают, что гидропоника — новый способ обманывать потребителей и наживаться на них. Воистину, пестициды, добавки, ГМО. Все это настолько напугало людей, что теперь все, что связано с химией, заставляет их привычно закатить глаза и, опасаясь за свое здоровье, прекратить использование этого метода или продукта. Так ли опасна гидропоника? Польза и вред гидропоники Для начала все же стоит рассмотреть пользу сего метода.

Во-первых, при использовании гидропоники, можно быть уверенным в быстром росте и высокой урожайности любого сорта растений. Ибо они получают все необходимые питательные вещества в достаточном количестве и доступном виде.

Во-вторых, снова же, экономия места из-за маленьких корней. Это объясняется банальной биологией: корням нет необходимости в выживании — добыче минеральных веществ и воды из почвы, все предоставляется здесь же, соответственно, нет нужды и расти вглубь. выращивание растений на гидропонике

В-третьих, огромная экономия воды. За счет того, что она не поглощается почвой и не испаряется, вода полностью расходуется на удовлетворение потребностей растений. К тому же, за неимением почвы, нет и опасных грызунов, насекомых-вредителей и прочих ненужных животных. Это избавляет растения не только от истребления, но и от микробов, болезнетворных бактерий. Безусловным плюсом является внесезонность данного метода. Используется он в теплицах, а значит, ни холод, ни жара, ни засуха ему нипочем. Кроме того, на маленькой площади вырастает колоссальное число урожая.

Нельзя забывать и об экологичности гидропоники. Да-да, именно экологичности. Слово «химия» не должно так пугать земледельцев, в конце концов, все люди — органические соединения, и растения тоже. Конструкция простейшей гидропонной установки Конструкция простейшей гидропонной установки Субстратом может оказаться кокосовое волокно, абсолютно природного происхождения. И, кстати, промышленность, прокравшаяся в большинство водоемов, пропитавшая огромную площадь плодородных почв и уж заполонившая весь свободный кислород воздуха, не сможет приблизиться к растениям, выращиваемым с помощью гидропоники в теплицах. Таким образом, гидропоника позволяет экономить воду и питательные вещества, получая при этом максимальный урожай. Однако минус, безусловно, очевиден. Это вред выращенных таким способом продуктов, ввиду насыщения их нитратами. Большинство нитратов можно вывести, и это достаточно легко, но все ли фермеры станут этим заниматься?! Вряд ли. Тем более что многие из них настолько недобросовестны, что используют химикаты пострашнее нитратов. В общем, это и есть вред, наносимый гидропоникой. Он не идет ни в какое сравнение с пользой. Учитывая, что этот вред наносит не сам метод, а люди, внося модификации для своей выгоды. Что есть правда, а что — ложь? Все, что только существует на свете, подвергается не только критике, но и испытанию народной молвой, которая далеко не всегда бывает правдивой. Наиболее распространены следующие суждения о гидропонике: горшки для гидропоники с автоматической системой полива Горшки для гидропоники с автоматической системой полива Антиприродна. Вредит биосфере. Слишком сложна. Дорогостояща. Узкий круг распространения. Носит криминальный характер. На самом деле, растениям все равно, в почве они находятся или в воде. Главное, чтобы поступали минеральные вещества и вода. Посему миф об антинатуральности опровержен. Еще проще опровергнуть второе утверждение. Ранее упоминалось, что гидропоника экологична, ибо способствует экономии воды и абсолютно не имеет вредных отходов. О сложности и дороговизне даже говорить не стоит — настолько проста эта технология. Для начала хватит куска пенопласта и ванны, несложно и вполне дешево, не так ли? Да и распространение, мягко говоря, немаленькое. Только в британской Колумбии 90% всех теплиц работают на основе гидропоники. К сожалению, гидропоника действительно используется в криминальных целях — таким способом очень легко незаметно вырастить коноплю, и ее вред, безусловно, велик. Однако не важнее ли то, что гидропоника способна накормить весь мир?

Источник: http://goodgrunt.ru/hydroponics/gidroponika-vred-i-polza.html

1.7. Мифы (10) о гидропоники. 

Миф 1: Гидропоника - это новая технология.

Еще в древнем Египта фараоны наслаждались вкусом фруктов и овощей, выращенных с помощью гидропоники. Одно из семи чудес света всего мира, Висячие сады Семирамиды в Вавилоне, на самом деле, было просто гидропонным садом. В Индии растения выращиваются прямо в кокосовом волокне, корни растений погружены в воду. Если гидропоника – это новая технология, то она новая уже тысячи лет. Гидропоника – не новинка – она просто отличается от прочих методов выращивания.

Миф 2: Гидропоника - это что-то искусственное и ненатуральное.

Рост растения реален и натурален. Растениям требуются простые, природные вещи для нормального роста. Гидропоника обеспечивает все потребности растения в нужном количестве и в нужное время. Нет никаких генетических мутаций в гидропонных установках, нет ничего необычного в химических составах питательных растворов, которые подаются корням растений, нет никаких мифических «стероидов» при использовании гидропоники. При производстве чистых питательных растворов теперь стало возможным выращивать полностью органическую продукцию с помощью гидропоники. Вы не найдете ничего натуральнее во всем мире.

Миф 3: Гидропоника вредит окружающей среде.

Это абсолютно неверно. Выращивание растений гидропонными методами намного бережливее к земле и водоемам, чем традиционные методы садоводства и огородничества. Мы считаем воду одним из наших драгоценнейших ресурсов, а с помощью гидропоники мы экономим от 70 до 90 процентов воды, чем при обычном садоводстве. Еще одна выгода в том, что никакие удобрения не попадают в естественные водоемы, как это происходит при традиционном выращивании.

 

Миф 4: Гидропоника - это что-то из области космических технологий, слишком сложна и высокотехнологична для понимания обычным человеком и ей сложно научиться.

Как уже было сказано, гидропоника – это выращивание без почвы и для этого не требуется особых устройств и изысков. Недорогое ведро или цветочный горшок, заполненные субстратом и орошение гидропонным раствором – вот и вся гидропоника. Лист пенопласта с отверстиями, в которые вставлены горшочки, плавает на поверхности воды в ванне с аэрируемым раствором – тоже гидропоника и эта система очень популярна для простых образовательных школьных проектов.

 

Миф 5: Гидропоника слишком дорогая.

Это не совсем верно. Как и с любым хобби, вам захочется новых «игрушек» или вы захотите улучшить и расширить ваши знания. И садоводы всегда тратят средства на своих любимцев, будь это бонсаи, орхидеи, огородничество и т.д. Однако, не всегда бывает легко добиться желаемого результата и уложиться в размеры планируемого бюджета. Так и с гидропоникой. 

 

Миф 6: Использование гидропоники не получило распространения.

Снова неверно. Гидропоника обширно используется во всем мире. Она используется в странах, где климат не позволяет или ограничивает выращивание и где почва слишком бедна для производства больших урожаев. Она также используется в странах, включая США, где почвы были так отравлены удобрениями и стали токсичными, что на них невозможно более выращивание. В Британской Колумбии 90% всей тепличной индустрии теперь гидропонное.

Миф 7: Гидропонику можно использовать только в закрытых помещениях.

Гидропонику легко использовать как на улице под солнцем так и в помещениях. Одно преимущество в выращивании в закрытых помещениях в том, что вы, а не матушка-природа, контролируете и управляете сезонами, и для вас сезон выращивания длится 12 месяцев в году. Однако это справедливо для любого метода выращивания. Почвенное выращивание можно производить в закрытых помещениях, также как и гидропонику можно использовать на улице.

Миф 8: Гидропоника не требует никаких пестицидов.

Это единственный миф, в который хотелось бы верить. Конечно, необходимость пестицидов очень сокращается, потому что сильные здоровые растения менее уязвимы атакам и болезням, чем слабые. Кроме того, ликвидируется главный рассадник заразы – почва. Но даже в закрытых помещениях существует опасность проникновения вредителей. Наблюдение и контроль требуется за любым садом, чтобы предотвратить проблемы появления вредителей. Хорошо то, что использование в этом случае токсических препаратов минимально.

Миф 9: На гидропонике вырастают огромные супер-растения.

Этот миф имеет под собой некоторую основу, но есть несколько аспектов. Каждое семя, как и все живые существа, имеет заложенный генетический код, который определяет размер растения, потенциальный урожай и вкус. Гидропоника не может превратить томаты-черри в томаты для соуса, но может дать самые лучшие томаты-черри, которые возможны. Если к этому конечно располагают гены растения.

Миф 10: Гидропоника в основном используется для криминальных целей.

Использование гидропоники для криминальных целей вызвано тем, что это очень эффективный и успешный метод скрытого выращивания. Это бросает тень на индустрию и методы, которые способны решить проблему голода и недостатка питания. Процент использования гидропонных систем для нелегальных целей параллелен проценту использования машин Форда при ограблениях банков. Странно, почему множество гидропонных систем используемых для обычных целей не становится изюминкой вечерних новостей.

1.8. Использование гидрогеля в качестве субстрата.

Гидрогель - в виде шариков, полимерный материал, который давно и с успехом используется во многих странах, полимер изменяется в размерах до 10-15 раз от первоначального размера. Основной особенностью продукта, является способность впитывать и удерживать в своей структуре большой объем воды и впоследствии отдавать ее корням растения по мере необходимости. При этом он достаточно экономичен, из одного пакетика получается – до 400 миллиграмм готового грунта, что более чем достаточно для небольшого горшка или узкой вазы. Если гель сверху подсыхает, подсохшие гранулы достают, помещают на 1 час в воду и они восстанавливаются.

Когда полимер исчерпывает свой эстетический ресурс (примерно 5- 8 месяцев), начинает распадаться и теряет яркость, его вместе с растением можно перенести в горшок с землей, где он продолжает помогать растению расти и развиваться. Добавив в землю гидрогель, создаётся доступный для корней запас воды и удобрений, при этом сокращается частота и объём полива, а удобрения не обжигают корни растениям.

Глава 2 Экспериментальная часть. (Практич.часть)

2.1.Изготовление гидропонной установки, подготовка субстрата и питательного раствора

При проведении практической части исследований на первоначальном этапе нам необходимо было определиться с конструкцией гидропонной установки, которою мы с папой 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. Ведерко из-под майонеза, объемом в 1 литр (можно и больше).

2. Трубочка, оставшаяся после выпитого молочного коктейля или сока.

3. Трубочка для коктейля, тонкая.

4. Кусочек пенопласта.

5. Крышка от майонезного ведерка.

6. Стаканчик из-под магазинного йогурта.

7. Рассекательное устройство, для аэрации от аквариумного аэратора.

8. Полихлорвиниловый шланг для воздуха из комплекта для постановки системы.

9. Пассатижи, болт желаемого диаметра, зажигалка, свеча, ножницы, прямые руки и желание

Для начала изготовили поплавок, который будет показывать уровень раствора в горшке. Для его изготовления понадобился кусочек пенопласта и трубочка для коктейля, тонкая.

Дальше изготовили крышку гидропонной установки. Для этого использовали крышку от майонезного ведерка. В середине крышки с помощью ножниц сделали отверстие, диаметр которого на 2…3 мм меньше диаметра стаканчика из под йогурта, который будет выполнять роль клонариума.

В самом стаканчике из под йогурта нагретым гвоздем сделали достаточно большое количество отверстий, для того, чтобы корни будущего растения могли развиваться. Затем изготовили направляющую для поплавка.

Для направляющей поплавка был взят кусочек толстой трубочки для коктейля длиной 5 сантиметров.

В качестве воздушного шланга использовали толстую трубочку от коктейля.

Отверстия в крышке для воздушного шланга и поплавка сделали нагретым гвоздем, соответствующего диаметра.

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. 2

3 4

5 6

7

Рисунок 1 . Составные части установки, порядок ее сборки и общий вид

• гигроскопичен

• долговечен

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

• 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 3.

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

Рисунок 3. Внешний вид подготовленного керамзита перед засыпкой в стакан

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

Для предварительного проращивания семян мы использовали традиционный бабушкин метод – завернули несколько семян томата во влажную салфетку и положили ее на тарелочку с небольшим количеством воды.

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

А когда из земли проросли два первых листочка, мы осторожно выкопали растение и промыв корни проточной водой поместили томат в стаканчик гидропонной установки, аккуратно присыпав корни керамзитом (рисунок 4).

Рисунок 4. Пересадка томата на гидропонику

Для заливки в установку мы заранее приготовили питательный раствор.

Раствор для питания растений мне помогли приготовить папа и старшая сестра, которая занимается химией. Состав раствора мы нашли в старой книге «Занимательная агрономия», под редакцией профессора Алексея Григорьевича Дояренко. 600 грамм раствора содержали: хлористого калия (0,1 г), азотнокислого кальция (0,25 г), фосфорнокислого калия (0,15 г), сернокислого магния (0,1 г), фосфорнокислого железа (0,05 г), остальное вода.

В первые несколько дней мы для питания растения использовали раствор, разбавленный в два раза дистиллированной водой. Для предотвращения засвечивания корней растения солнечным светом на нижнюю часть гидропонной установки мы надели черный непрозрачный чехол (рисунок 7).

Рисунок 7. Защитный чехол

Выращивание растения осуществляли на солнечной стороне на подоконнике. Искусственное освещение не использовали.

Для сравнения рядом с гидропонной установкой поместили томат, который выращивали традиционным способом в земле .

Раствор в гидропонной установке меняли каждые 20 дней. В промежутках следили за уровнем раствора и в случае необходимости доводили его уровень до нормы путем добавления дистиллированной воды.

Ежедневно утром и вечером аэрировали корни растения путем продувания воздуха ртом в течении 1-2 минут.

Отчет о выращивании томата на гидропонике

В течение 30 дней, с 1 марта по 1 апреля мы выращивали томата сорта "Челнок F-1" в гидропонной установке.

После пересадки опытного растения в гидропонную установку и контрольного в грунт в течение первых четырех дней значительной разницы в развитии растений не наблюдалось. Это можно объяснить тем, что в период привыкания опытного растения к новым условиям (отличным от тех в которых томат рос первоначально до пересадки на гидропонику) концентрация питательных солей была незначительной.

После перевода растения на полноценный состав смеси у опытного томата начался значительный прогресс по сравнению с контрольным образцом. Относительное удлинение стебля и количество вновь образующихся листочков по истечении двух с половиной недель в два раза превышало показатели томата, росшего по соседству в земле.

1. Подготовка посуды к посадке (создание установки).

2.Подготовка лука к посадке.

Прошло 23 дней.

1 2 3
1)Стакан со снеговой водой.

2) Гидропонная система.

3) Горшок с почвой.

Результаты эксперимента

2.2. Опрос.

Проводил я и опрос.

В опросе участвовали 10 учеников из 5 класса, 5 учеников из 6 класса и 10 учеников из 8 класса – всего 25 человек.

1. На вопрос «Как вы думаете, гидропоника – это…» а) наука о воде (ответило 5 учеников); б) выращивание растений без почвы (ответило 10 учеников); в) наука о пони (ответило 5 учеников).

1. На вопрос «Как вы думаете, что необходимо для жизни растений ?» большинство учеников (10) ответили, что свет, 5 учеников – вода, 5 учеников – тепло, 3 учеников – почва, 2 учеников – удобрения.

1. На вопрос «Могут ли растения расти без почвы ?» большинство (15) учеников считают, что нет. Да, могут, считают 7 учеников и столько же (3) затрудняются ответить.

1. На вопрос «Могут ли растения жить в каком- либо субстрате – вермикулит, керамзит, торф, мох, минеральная вата ?» 20 ученика ответили «да», 4 учеников – «нет» и 1 учеников - «не знаю».

1. На вопрос «Смогут ли огурцы, помидоры, болгарский перец, зелень вырасти зимой на подоконнике ?» 22 учеников считают, что смогут и 2 учеников думают, что нет, 1 учеников затруднились ответить.

1. На вопрос « В чём эти овощи должны быть выращены ?» большинство учеников (15) думают, что только в почве, 7 учеников – в водном растворе и 3 учеников – в субстрате.

Как видно из ответов, большинство детей о гидропонике

знают мало!

Выводы.

В ходе выполнения теоретической и экспериментальной части работы, я узнал много нового для себя и понял, что гидропоника позволяет легко создавать оптимальные условия для роста растений, получать высокие урожаи, экономить воду, питательные вещества. Она делает ненужным всю трудоемкую работу по обработке (гербициды) и удобрению почвы. На гидропонике можно выращивать вкусные и экологически чистые овощи.

Технология выращивания требует сравнительно небольшой площади и объема, что открывает перед гидропоникой самые широкие перспективы и позволят человечеству создать мощные заводы по выращиванию растений и производству продовольствия прямо в центре городских мегаполисов, а значит решить раз и навсегда проблему голода в мире.

Заключение.

Проводя наблюдения за ростом и развитием растений проекта, мы убедились, что гидропоника, как метод, очень перспективен. Сегодня ресурсов планеты не хватает, чтобы прокормить население, а к 2050 году потребуется в два раза больше продуктов питания. Если мы не научимся применять современные технологии, то населению планеты будет грозить голод. Гидропоника - способ выращивания растений без почвы, позволяющий экономить так необходимые сегодня ресурсы планеты: воду и почву. Регулируя с помощью метода гидропоники количество воды, только одного абиотического фактора, можно решать проблему доставки качественной «пищевой» зелени к нашему столу.

В настоящее время продолжается опыт по сортоиспытанию семян салата и укропа. А в феврале мы «запустили» линию «пищевой зелени» в столовой школы: 2 гидропонные установки уже засеяны сортами листового салата и 2 установки - семенами наиболее продуктивных сортов укропа. Выращенные растения периодически будут поступать в столовую нашей школы.

Мы убедились, что выращенные методом гидропоники растения, в большей степени гарантируют наличие в своём составе допустимых количеств нитратов и других веществ, так как систематическая смена питательных растворов не допускает накопления этих веществ в установке.

Скорость прорастания семян, скорость роста «пищевой зелени», выращенной методом гидропоники, безопасность её употребления подтверждает наше предположение о преимуществе этого метода над почвенным методом выращивания растений и предположение о возможностях выращивания растений в условиях школы.

Сегодня, гидропоника играет очень важную роль в сельскохозяйственном производстве мира. Нехватка воды уже остро чувствуется в некоторых регионах, например, в ОАЭ, Израиле, Кувейте. В этих регионах остро встаёт проблема орошения. В настоящее время до 80 % всех овощей, зелени, фруктов, в Израиле выращивается гидропонным способом. Армия США всегда имеет в наличии всё необходимое для развертывания в полевых условиях гидропонных теплиц для овощей и зелени. Гидропоника — идеальное решение для жарких засушливых стран, так как при экономии воды во много раз можно снимать несколько урожаев за год.

Развитие гидропоники в России связано с развитием фермерских хозяйств, где на небольшой площади можно выращивать зелень, овощи, цветочные и ягодные культуры в промышленных масштабах.

Наше общество всё больше задумывается о том, что потребляет и, конечно же, мы хотим видеть на своём столе экологически чистые продукты. При выращивании растений в гидропонной системе мы точно знаем, что вошло в растения, и можем гарантировать, что в них нет вредных пестицидов, которые могут нанести вред нашему здоровью и здоровью окружающей среды.

ЛИТЕРАТУРА

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

2. Журнал «Гидропоника», 2014, 2013 гг

Интернет источники:
1. http://www.botanichka.ru/blog/2011/01/06/hydroponic-2/
2. http://www.7dach.ru/janlight/elektronnyy-ogorod-na-vashem-podokonnike-6-variantov-4790.html
3. http://www.prodindustry.ru/archive/2005/december/0005.php

• http://growhead.com/

• http://www.promgidroponica.ru/vsjo-o-gidroponike

www.gidroponica.su – Гидропоника своими руками

www.ponics.ru – Гидропонное выращивание растений

http://gidroponika.com/content/view/735/236/ Гидропонный журнал

35