Научно-исследовательская работа. Гидропоника на подоконнике и эксперименты с биоудобрением. Проект по проектированию внеурочной деятельности учащихся биологической направленности план реализации проекта

Выращивание зелени в домашних условиях гидропонной установкой «Домашний сад» Руководитель проекта: Исмаилова Тамара Михайловна Выполнил: Савельев Александр, ученик 5 класса «Д»

Цель: выявить преимущества выращивания пищевой зелени методом гидропоники в условиях школы

Гипотеза: выращивание пищевой зелени методом гидропоники имеет ряд преимуществ перед почвенным методом

Актуальность В настоящее время мы имеем возможность видеть на прилавках большой ассортимент продуктов, в том числе салаты и травы. Но, к сожалению, купленные в магазине зелень и салаты теряют свежесть уже на следующий день, а еще через день, чаще всего, их уже можно выбрасывать. Хорошо, если это обычные петрушка или укроп, а если это базилик, тимьян или мята для чая? Найти их в хорошем состоянии в магазине непросто, да и стоят они недешево. К тому же эти виды зелени используют понемногу, а покупать приходится упаковками, оставшаяся часть содержимого которых в результате просто выбрасывается. Выращивая эту зелень самостоятельно, да ещё и в гидропонных установках - мы можем срезать её по мере потребления, не принося ущерба ни качеству продукции, ни – самому растению.

Гидропоника - это способ выращивания растений без почвы, при котором растение получает из раствора все необходимые питательные вещества в нужных количествах и точных пропорциях (что почти невозможно осуществить при почвенном выращивании). Можно использовать ведро или цветочный горшок, заполненные субстратом и орошение гидропонным раствором. 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. Но, благодаря « Курчатовскому проекту », мы смогли использовать специальную гидропонную установку «Домашний сад».

Для того чтобы выполнить практическую часть проекта, мы изучила массу информации различных сайтов в интернете, в которых увлечённые методом гидропоники люди, делились своим опытом, давали рекомендации. Конечно, были подобраны литературные источники. Особо нам пришлось изучить конкретно установку «Домашний сад»

Установки «Домашний сад» мы собрали заранее, по имеющейся инструкции. КОМПЛЕКТАЦИЯ Стерильный субстрат (перлит) на один цикл выращивания Семена салата Набор удобрений для неплодоносящих растений. Устройства для семян (горшочки) Прозрачные пластиковые колпачки, для создания парникового эффекта на период проращивания семян Лампа роста

Каждый горшочек заполнили перлитом (белые гранулы, которые входят в комплект с установкой).

Для сравнения и выявления преимущества растений, выращенных с помощью гидропоники, мы организовала посев семян этих же растений в грунт, в пластмассовый горшок. Для организации таких же условий по всем параметрам, кроме наличия почвы - выставили этот горшок в устройство «Домашний сад», заменив чашу с водой горшком с почвой.

Закрыли семена крышечками мини-тепличками и не снимали их пока семена не прорастут. Это создаст парниковый эффект на период проращивания семян. Установили нужный режим работы установок на панели: «Салат». Все растения (опытная и контрольная группы) были размещены в одинаковых условиях: в лаборантской кабинета биологии школы.

Через три дня семена начали прорастать. Когда появятся ростки, мини-теплички нужно снять и сохранить до следующего проращивания семян (они многоразовые).

Через три недели мы получили наш урожай.

Выводы Салат в установке "Домашний сад" растет быстрее в несколько раз. Быстрый рост обусловлен соблюдением технологии выращивания. При гидропонном методе выращивания, растениям не приходится конкурировать за питательные элементы, как это происходит при почвенном выращивании, они получают все необходимое из питательного раствора.

Заключение Проводя наблюдения за ростом и развитием растений проекта, мы убедились, что гидропоника, как метод, очень перспективен. Гидропоника - способ выращивания растений без почвы, позволяющий экономить так необходимые сегодня ресурсы планеты: воду и почву. Мы готовы и дальше проводить наши исследования и выращивать различные виды пищевой зелени, овощей и цветковых растений.

цель:

Задачи исследования:

Актуальность исследования:

Объект исследования:

Предмет исследования:

Практическая значимость:

Используемые методы

Просмотр содержимого документа
«исследовательская работа " гидропоника на службе цветовода"»

Донская академия наук юных исследователей им. Ю. Жданова

Исследовательская работа

Тема: Гидропоника в помощь цветоводу

ФИ учащегося: Баранова Екатерина

Руководитель: учитель биологии и химии Кузнецова Лариса Анатольевна

Ростовская область Каменский район

хутор Малая Каменка

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

Основная часть

Что такое гидропоника…………………………………………4

История гидропоники………………………………………….4-5

Выращивание растений методом гидропоники……………….6

создание собственной гидропонной установки………………..6

Выращивание комнатных растений в гидропонных установках…7

Проращивание семян на поролоне…………………………………..7

Заключение. Выводы……………………………………………………8

Список литературы…………………………………………………..19

Приложения……………………………………………………………10-13

Введение

В детской энциклопедии меня заинтересовал раздел «Семь чудес света», особенно висячие сады Семирамиды. Как устроено это «чудо света»? Есть ли аналоги висячих садов в современном мире? С этими вопросами я подошла к своему учителю биологии и мы начали наше расследование.

Оказалось, что сады Семирамиды основаны на методе гидропоники. Метод этот в нашем хуторе малоизучен, можно сказать, вообще не изучен. Тогда я поставила перед собой цель:

изучить гидропонику на практике и отработать алгоритм действий, технологию выращивания цветочных культур на гидропонике.

Задачи исследования:

1) Познакомиться с историей возникновения гидропоники и ее применением в наши дни;

2) Изучить способы и методы выращивания растений без почвы;

3) Изготовить своими руками гидропонные сосуды для выращивания растений. 4) Провести опыты по выращиванию рассады растений методом гидропоники.

Актуальность исследования: При помощи гидропоники можно выращивать рассаду для огорода и клумб.

Объект исследования: зеленый уголок кабинета биологии.

Предмет исследования: ветки пеларгонии и колеуса, семена петуньи.

Практическая значимость: результаты данного исследования могут быть использованы для выращивания огородных и цветочных культур из мелких семян, которые редко прорастают в открытом грунте.

Используемые методы : сравнение, наблюдение, эксперимент.

Что такое гидропоника?

Cлово «гидропоника», по-гречески, значит «вода и работа». В науке «гидропоника» - это способ выращивания растений без почвы, при котором растение получает из раствора все необходимые питательные вещества в нужных количествах и точных пропорциях.

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

Овощная продукция, выращенная тепличными комплексами, отличается высоким качеством, пониженным содержанием нитратов по сравнению с овощами, выращенными в тот же сезон в условиях традиционных теплиц.

2. История гидропоники.

Считается, что беспочвенные методы культивирования растений – детище современных технологий. Да, действительно, это технологии будущего, успешно разрабатываемые в разных странах, но стоит 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 являлись чудом не только потому, что находились в раскалённой пустыне и поражали своими размерами… По очень немногочисленным свидетельствам очевидцев, дошедших до нашего времени, можно заключить – для содержания растений использовались, выражаясь современным языком, примитивные гидропонные системы активного типа . В качестве субстрата использовалась смесь земли и камней, этакая гидрокультура …описания рецепта приготовления питательного раствора – не сохранилось, к сожалению.

Но, даже в то далёкое время, беспочвенные методы не являлись абсолютным новшеством… В древнешумерском «Эпосе о Гильгамеше», каковой считается одним из первых письменных источников, дошедших до нашего времени, - есть упоминания о подобных системах. 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). Профессор медицины Джон Вудворд (1665 – 1828), видимо, был первым, кто осуществил и описал выращивание, наиболее близкое к определению - гидропоника . Поставившим точку в спорах и назвавшим вещи своими именами был немецкий агрохимик Юстус фон Либих (1803-1873). Он утвердил следующее: "Растительные организмы, или, следовательно, органические соединения, являются средством питания и поддержания жизни людей и животных. Источником питания растений, напротив, является неорганическая природа". Так была создана основа нашей современной агрохимии, и направление ее дальнейшего развития было указано в заявлении Либиха: "сейчас, когда выяснены условия, необходимые для того, чтобы почва была плодородной и способной поддерживать жизнь растений, вероятно, никто не захочет отрицать, что дальнейшего прогресса в сельском хозяйстве можно ожидать только от химии".

Изначально полагали, что беспочвенные методы выращивания растений – исключительно прерогатива опытных лабораторий, интерес это сможет вызывать только у учёных – в качестве занимательного способа.

Вероятно, наиболее крупная из них была создана в советском институте плодоводства по инициативе "русского Либиха" - проф. Д.Н. Прянишникова . Результаты работ этой значительной научной установки были практически реализованы советской полярной экспедицией уже в 1937 г. С 1936 года методом гидропоники начали выращивать овощные и цветочные растения в оранжереях у нас в стране.
В мире всё идёт к тому, что за гидропоникой ( гидрокультурой HYPERLINK "http://gidroponika.com/" ) , на фоне всеобщего полуголодного существования (в глобальном смысле) – будущее, и – весьма перспективное. Есть несколько компаний, в России, которые уже долгое время находятся на этом специализированном рынке.

3.Изготовление гидропонной установки

Опыт №1.

Было решено выращивать посадочный материал пеларгонии методом гидропоники. Но для сравнения взяли три вида субстрата: промытый керамзит, торф и обычный земляной грунт. Цель данного эксперимента: выявить роль грунта в развитии растения.

Мною было решено провести исследование и своими руками изготовить гидропонную установку (Приложение 1).

Для этого я взяла обычные пластиковые бутылки и обрезала у них дно.

Перевернув обрезанную бутылку вверх новым, широким отверстием я установила её в обрезанное дно, как в устойчивый поддон. Для вентиляции корневой системы шилом проделала множество отверстий около пробки.

Свежесрезанные побеги пеларгонии я поместила в керамзит, торф, почву. Все сосуды для выращивания сделаны одинаковым способом, описанным раннее. Проводя данный опыт, мы сильно рискуем жизнью наших побегов. Ранней весной растения плохо приживаются, так как в кабинете биологии колеблется от 13 0 до 16 0 С. Через семь дней в гидропонных установках все растения чувствуют себя прекрасно. После выходных растение в почве дало новые, настоящие листья, а гидропонной установке не видно никаких изменений грунт сверху сухой. Извлекли побег их керамзитового субстрата- наблюдаем появление мелких корешков. Следов гниения нет.

Вывод : Растения, которые выращиваются методом гидропоники, прекрасно себя чувствуют без привычного для нас грунта. Лучше всего чувствует себя растение в торфяном субстрате. Даже при низкой температуре для прорастания корни появились через неделю.

Опыт №2 (приложение №2)

Чтобы укоренились короткие побеги, я сделала вторую гидропонную установку.

Возьмем водный раствор гумата, использованную упаковку от сока, два пластиковых стаканчика, фитиль из хлопчатобумажной ткани, ножницы.

2) В упаковке от сока вырежем по диаметру пластикового стаканчика два отверстия, для установки в них стаканчиков.

3) В пластиковом стаканчике делаем отверстие для установки в него фитиля.

4) Делаем фитиль длиной 10 см, на одном ее конце завязываем узелок и

вдеваем в отверстие в стаканчике. Готовые стаканчики вставляем в отверстия в коробке.

5) В стаканчики насыпаем керамзит и торф. Свежесрезанные побеги колеуса аккуратно вставляем в стаканчики.

6) Через отверстие заливаем питательный раствор упаковку для сока.

Через неделю наблюдаем прирост в длину у побегов. Признаков гниения не наблюдается. При извлечении на побегах видим два новых корешка.

Вывод: короткие побеги комнатных растений можно легко вырастить способом гидропоники даже при не очень благоприятных условиях холодного кабинета.

Опыт №3

Третья гидропонная установка была создана для выращивания посадочного материала из мелких, плохо прорастающих в открытом грунте семян. Делаю эту установку из коробки пластиковой, губки автомобильной и минеральной воды. (Приложение №3)

В пластиковую коробку наливаем минеральной воды. Опускаем в коробку губку и насыпаем сверху мелкие семена петуньи. Для создания благоприятного микроклимата сверху покрываем систему тонкой пищевой пленкой. Систему устанавливаем на подоконнике. Через три дня наблюдаем проросшие семена. Всхожесть-100%. Сроки всхожести в гидропонной установке сильно уменьшились, по сравнению с всхожестью в открытом грунте.

Вывод: в гидропонной установке можно выращивать мелкие семена цветковых растений и переносить их в открытый грунт.

Заключение. Выводы.

Проводя исследования, я выяснила:

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

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

С помощью гидропоники можно выращивать посадочный материал из мелких семян, которые прорастают быстрее, чем в открытом грунте и более эффективно.

Используя гидропонику, можно круглый год выращивать экологически чистый продукт. Но при этом метод гидропоники является более "капризным", чем почвенный.

метод гидропоники более экономный по отношению потребления воды растениями.

Опытным путем я установила :

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

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

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

Домашние методы гидропоники достойны занять важное место среди всех остальных методов выращивания. Растения, выращенные своими руками, – это повышение экологии жилища.

Список использованной литературы

Вахмистров Д. «Растения без почвы», Москва; «Детская литература», 1961

Зельцер Э. «Гидропоника для любителей», Москва; «Колос», 1965

rostok.fansportal.ru›gidroponika -eto-prosto/

fermer.ru›forum/zakrytyi-grunt…gidroponika /52284

gidroponika .com›content/section/9/237

u-woman.ru›gidroponika .htm

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

«Гидропонное выращивание овощей

в заполярной школе-интернате»

Краткое содержание проекта:

изучение возможностей и организация

тепличного хозяйства

в условиях заполярной школы-интерната

Проект подготовлен :

учащимися 9 в класса Тусида Виталиной Сергеевной, Вануйто Татьяной Эдуардовной, учителем географии Пасынковой Мариной Вальтеровной, руководителем проектной работы

Название учебного заведения/места работы - Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Сеяхинская школа – интернат»

Наименование муниципального образования - Ямальский район

Наименование населённого пункта – село Сеяха

2015 год

Содержание

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

2 . Основная часть

2.1. Обоснование актуальности проекта ……………………………………….4

2.2.Цели и задачи проекта…………………….……………………………...…..4

2.3.Сроки реализации проекта………………………………..……………...…..4

2.4.Содержание проекта ……………………………………………………….5-8

• план реализации проекта

• схема управления проектом в рамках территории

2.5.Используемые и необходимые ресурсы………………………………..…....9

2.6.Методы оценки (критерии оценки эффективности проекта)……….… …9

2.7.Р езультаты, перспективы развития проекта, долгосрочный эффект.…. 10

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

Введение

И
стория Сеяхинской школы-интерната начинается с 30 – ых годов XX века. Школа того времени ничем не напоминает нынешнюю: узкий темный коридор, слева – классы, справа – столовая и комнаты, где живут учителя; печки-времянки; в классах самодельные лампы со стеклами из банок. Первые ученики под тусклым светом керосиновой лампы и под треск самодельной печи неумелыми руками выводили на бесценной бумаге школьных тетрадок первые в своей жизни рукописные слова.

В то время существовали разъездные учителя, которые вместе с «Красным чумом» каслали по тундре и обучали тундровиков, взрослых и ребят грамоте. «Красный чум» существовал десять лет – с 1943 по 1953 год. В 1956 году было построено новое школьное здание. Все это время школа оставалась начальной. Переход к восьмилетней школе начался в 1967 году, а в 1972 году состоялся первый выпуск. Выпускников было всего пятеро. В 1977 году было принято решение Сеяхинскую школу-интернат сделать средней.

С


егодня МБОУ «Сеяхинская ШИ» - современное образовательное учреждение, в котором с учетом приоритетных направлений развития системы образования страны и ЯНАО выстроена целостная стратегическая линия развития. Коллектив школы – интерната реализует модель социального парка как механизма повышения социально-культурной результативности общего образования школы-интерната Крайнего Севера. Социально-педагогическая миссия школы-интерната – создание достаточных и необходимых образовательных условий для социальной успешности учащихся и выпускников школы-интерната . В рамках программы развития идея «технологических парков» перенесена на социальную сферу для апробации, внедрения и использования в образовательном процессе социальных технологий, которые помогают расширить социально-ролевой репертуар обучающихся, обеспечить успешную социализацию выпускников школы-интерната, а также использовать возможности образовательного учреждения для решения социально значимых проблем общества.

Таким образом, МБОУ «Сеяхинская ШИ» - это хорошо продуманный, современный и устремленный в будущее социопарк. Здесь созданы все условия для того, чтобы повышать образование, развивать любознательность, исследовательские навыки, творчество.

2 . Основная часть

2.1. Обоснование актуальности проекта

Сегодня в Сеяхинской школе-интернате обучается 536 учеников, из них 474 учеников являются представителями коренных малочисленных народов Севера (ненцы), 56 % из них проживают в уютных и современных корпусах интерната. Большинство учеников к выпуску из школы имеют представление об окружающем мире, но не все дети, даже обучаясь в 11 классе, выезжали за пределы села, тундры и наяву видели города, села, рощи, дубравы или сосняки, не все ученики представляют как растет картофель или помидоры. Т.е. существуют учащиеся, которые обладают только теоретическими знаниями по многим разделам биологии, в то время как дети из средней полосы России, даже не изучая в школе данные разделы, имеют большие знания по ботанике, т.к они почерпнули их в обыденной жизни. Поэтому мы решили узнать как бы наши сверстники и педагоги отнеслись к тому, что в условиях школы-интерната была организована работа по оборудованию небольшой, но современной теплицы, в которой можно было проводить занятия по ботанике, ознакомиться с современным гидропонным оборудованием, новыми «зелеными технологиями», применяемыми в агрономии.

Актуальность настоящего проекта в возможности:

- организации экологического образования школьников;

- вовлечения учащихся в систему современных финансово-экономических отношений (основы агротехники, научно-опытническая работа);

- формирования социально-трудовых компетенций школьников, с последующим профессиональным самоопределением обучающихся на основе профильного образования;

и востребованности со стороны детей, их родителей, педагогов.

2.2. Цель проекта:

Создание проекта тепличного уголка «Гидропонная теплица» для ведения внеурочной деятельности учащихся экологической направленности.

Задачи проекта:

Изучить возможности создания тепличного уголка в условиях школы-интерната.

Проанализировать опыт отечественного и зарубежного гидропонного выращивания овощей.

Сформировать информационную базу для разработки проекта

Создать проект теплицы.

2.3. Сроки реализации проекта - 2014-2015 у.г.

2.4. Содержание проекта с обоснованием целесообразности решения

проблемы

При решении 1 задачи мы решили изучить возможности создания тепличного уголка в условиях школы-интерната . Для этого в феврале 2014 года нами было проведено исследование (анкетирование), с целью выяснения возможности организации в рекреации школы-интерната теплицы. Проанкетировав 202 человека мы узнали, что 62% детей о теплицах слышали, но сомневаются в том, что теплицу можно организовать в условиях школы-интерната, 37% учащихся считают, что в «нашей теплице» можно было бы выращивать огурцы, укроп, помидоры для нужд столовых школы-интерната, 30% из опрошенных детей были явно заинтересованы в наличии кружка, связанного с тепличным хозяйством. При анализе анкет удалось выяснить, что больший интерес к теплице проявляют ученики начальных классов и среднего звена. Кроме того, заниматься в таком кружке хотят именно те дети, которые никогда не видели как выращиваются овощи (т.е.дети коренной национальности).

Таким образом, проведя небольшое исследование, мы сделали вывод о том, что такое экологическое направление как создание тепличного уголка в школе-интернате, было бы актуальным для детей 1-6 классов. Тем более, обучение по новым государственным стандартам подразумевает, что дополнительное образование (кружки) должны соответствовать новым требованиям. Кроме того, мы допускаем, что работа в теплице, проведение простейших опытов, экономических подсчетов, заинтересует часть учащихся, и поможет некоторым из них выбрать дальнейший профессиональный путь в жизни.

Для реализации проекта «Гидропонная теплица» мы приметили помещение, в котором, в последствии, можно было бы поместить теплицу.

С этой идеей мы обратились к директору школы-интерната, обсудили идею, получили рекомендации и одобрение на создание проекта.

Для проекта теплицы с гидропонным поливом нам было обещано помещение в рекреации площадью 45,5 кв.метров.

В

интернете мы нашли необходимую литературу (журнал «Гидропоника в России и странах СНГ», «Пособие по гидропонике» Кейт Роберто, книгу «Выращивание растений без почвы», В.А.Чеснокова и др.) и рекомендации по использованию оборудования, которое мы предлагаем разместить в рекреации.

Также в интернете мы нашли стоимость и разновидности того оборудования, которое нам рекомендовали авторы пособий по гидропонике. Исходя из отечественного и зарубежного опыта работы по выращиванию растений, мы разместили в бумажном формате необходимое для устройства и функционирования теплицы оборудование.

Макет расположения оборудования в теплице

Кратко о сути проекта «Гидропонная теплица»

При реализации проекта «Гидропонная теплица» в рекреации помещается оборудование: гидропонные установки для выращивания зелени и саженцев, цветов для озеленения школы-интерната, а также специальные емкости, с размещенным в них кокосовым субстратом, которые используются для выращивания овощей. Закупленные стеллажи встраиваются с левой стороны, на стеллажах устанавливаются емкости с кокосовым субстратом. Справа, на скамейках, устанавливается гидропонная установка. На стенах укрепляются агросветильники, использующиеся для подачи растениям света нужного спектра. Система очистки и увлажнения воздуха, инфракрасные обограватели-панели с терморегулятором, создадут в помещении нужную атмосферу. Кроме того, помещение рекреации будет перекрыто стеклянной перегородкой – дверями, необходимой прочности и состава. Зеленый уголок будет не только украшать рекреацию, но вызывать интерес и желание работать в теплице. Ведь ученики, получающие дополнительные знания в кружке «Парничок» будут участвовать в развитии «зеленых» технологий (актуального экологического направления). Выращенные при помощи гидропоники (в пробирках на питательном субстрате) растения, размножаются черенкованием, в условиях управляемого фотосинтеза (агросветильники). Для данной технологии характерно, что развитие растений идет намного быстрее и безопаснее, чем в природных условиях, ведь в стерильных сосудах никакая вирусная или бактериальная инфекция корням растений не страшна, а это способствует минимизации производственных затрат и повышению рентабельности процесса выращивания овощей.

План реализации проекта

Моделирование, целеполагание, определение тактики,

организационная стадия (осень 2014 года)

Мероприятия

Сроки

Содержание

Ответственный

Обсуждение

Сентябрь2014

Создание рабочей группы для работы в проекте.

Анализ отечественного и зарубежного опыта гидропонного выращивания овощей, формирование информационной базы для разработки проекта.

Изучение возможностей школы-интерната для создания тепличного уголка

Определение основных направлений работы, необходимых материально-технических, методических и человеческих ресурсов

Рабочая группа:

Тусида Виталина, Вануйто Татьяна, учащиеся 9в класса

Пасынкова М.В., заместитель директора по научно-методической работе

Организационная стадия

Октябрь- Декабрь

2014

Поиск в интернете стройматериалов и специального оборудования для оборудования тепличного уголка

Рабочая группа

Создание проекта, (январь-март 2015)

Создание проекта

Январь-март 2015

Рабочая группа

Пополнение материально-технической базы методического обеспечения УВП (в случае спонсорской поддержки)

В течение 2014-2015 учебного года

Поиск в интернете и по возможности заказ:

Администрация школы- интерната

стеллажей, скамеек, инфракрасного обогревателя-панели, терморегулятора, агросветильников, системы очистки и увлажнения воздуха

модульной гидропонной системы капельного полива, набора удобрений для гидропоники

кокосового субстрата в наборе с удобрениями для кокосового субстрата, агроперлита

методических пособий, учебной литературы, ЭОРов для учителя и учеников

Разработка плана работы кружка внеурочной деятельности экологической направленности

Педагоги биологии

Результат: выполнены организационные работы, сформирована рабочая группа, обеспечивающая создание проекта, определены приоритеты для создания проекта теплицы, найдено необходимое оборудование, спроектирован проект

План проработки последующих шагов, в случае организации гидропонной теплицы

Проработка юридических вопросов и всех необходимых документов (юрист школы-интерната).

Разработка дизайна внешнего вида гидропонной теплицы.

Разработка сметы для оборудования гидропонной теплицы.

Заключение договоров по закупке и транспортировке грузов.

Подбор педагогического персонала.

Закупка и оборудование гидропонной теплицы.

Приемка объекта СЭС, службой МЧС и запуск объекта.

Брендинг

Запуск страницы на сайте школы-интерната

Необходимая документация для работы объекта

Внесение объекта в Лицензию школы-интерната.

Разрешение СЭС

Разрешение службы МЧС

Положение об инфраструктуре «Экологический центр – гидропонная теплица» в условиях заполярной школы-интерната.

Другие локальные акты, касающиеся функционирования объекта.

Основные параметры объекта «Гидропонная теплица»

Востребованность, компактность, комфортность.

Дешевизна.

Оригинальность и привлекательность.

Мобильность (при желании идея может быть распространена на территории ЯНАО).

Бюджет проекта «Гидропонная теплица»

Вид оборудования

Количество

Стоимость каждого предмета

Общая стоимость

Стеллаж технологический разборный СТР-224

1200х500х1830

15 371

61484

Скамейка гардеробная СГ-1000

2740

13 700

Инфракрасный обогреватель-панель, СТЕП-800 1,8х 0,59

4800

9600

Терморегулятор (для обогревательных панелей) ТР 710

2990

5980

Агросветильник T8 8х18Вт

7000.00 руб.

21 000

Система очистки и увлажнения воздуха "Panasonic" F-VXD50R

24 900

24 900

Стремянка, 3 ступени

1317

1317

Стационарная перегородка NAYADA-Standart

30000

30000

UGro Pot 9 - кокосовый субстрат

200

420

84000

Набор удобрений для кокосового субстрата (300 л воды)

Hesi Coco Starter

3000.00 руб.

9000

Агроперлит (разрыхлитель для земли или субстрата) - 2 кг

229 руб

11450

Модульная гидропонная система капельного полива.

Количество посадочных мест: 24

DutchPot System Hydro 2m 2 GHE

Д220/ Ш100 /В67см Посадочных мест: 24

38900

77800

Hesi Hydro Starter - набор удобрений для гидропоники

3000 руб.

9000 р.

Удобрения сухие –

Азотно-фосфорно-калийное удобрение 13:19:19 1 кг

120 руб

120 руб

Удобрение Азофоска 16:16:16 1 кг

120 руб

120 руб

Удобрение Диаммофоска 10:26:26 1 кг

140 руб

140 руб

Удобрение Карбамид 1 кг

120 руб

120 руб

Удобрение Селитра аммиачная 1 кг

100 руб

100 руб

Удобрение Сульфат аммония 1 кг

80 руб

80 руб

Удобрение Калий сернокислый (Сульфат калия) 1 кг

220 руб

220 руб

Удобрение Суперфосфат 1 кг

130 руб

130 руб

1030

Итого

360 261р

С хема управления проектом в рамках территории

Основные параметры управления:

Обеспечение

организованности, экономичности ожидаемого результата;

активности, прогностичности (умение прогнозировать свои действия по отношению к окружающей среде), демократичности;

мониторинга, планирования, организации, контроля.

Проектировочная деятельность

изучение мнения участников УВП;

формулировка цели, задач;

разработка проекта;

прогнозирование результатов;

разработка критериев и механизма оценки результата

Мониторинг

динамики готовности посещения кружка «Парничок»;

качества обучения

по биологии в последующих классах;

анкетирование

Обеспечение

работы

творческой группы по разработке проекта, реализации программы

кружка

Осуществление проекта

Педагоги-консультанты;

ОЖИДАЕМЫЙ РЕЗУЛЬТАТ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА

Рефлексивная деятельность

Обеспечение, осуществление контроля администрации за деятельностью по проекту

2.5.Используемые и необходимые ресурсы для обеспечения проекта:

а) кадровые ресурсы

Рабочая группа, разрабатывающая проект:

Тусида Виталина, учащаяся 9в класса

Вануйто Татьяна, учащаяся 9в класса

Пасынкова М.В. - замдиректора по НМР, учитель географии

Рабочая группа, готовая работать в проекте в рамках внеурочной деятельности:

Некрасова Л.Н., учитель биологии, химии

Золотарева М.И., учитель биологии, химии

Мурзахметова Г.Ж., зам.директора по АХЧ

Марьик Е.С., юрист школы-интерната

Информация об основных исполнителях проекта

Ф.И.О.

Должность в проекте

Обязанности

Место работы, учебы

Пасынкова Марина Вальтеровна

Руководитель проекта, консультативная помощь

Предоставление всех необходимых для реализации проекта содержательных материалов, изучение документов, проведение обсуждений с участниками, оказание консультативной помощи

заместитель директора по научно-методической работе, учитель географии

Тусида Виталина

Создатель проекта

Разработка проекта теплицы с использованием современных «зеленых технологий»

учащаяся 9в класса

Вануйто Татьяна

Создатель проекта

Разработка проекта теплицы с использованием современных «зеленых технологий»

учащаяся 9в класса

б) методическое обеспечение

пособия по ведению тепличного хозяйства, учебная и научно-популярная литература и т.д

в) материально-техническое и информационное обеспечение

Помещения, которые могли бы использоваться в процессе реализации проекта:

рекреация для оборудования в ней теплицы, туалетное помещение, мастерская, овощехранилище школьной столовой, кабинет биологии, химии, компьютерный класс с выходом в Internet .

Оборудование, которое могло бы использоваться в процессе реализации проекта:

мультимедиа оборудование, необходимый для работы в теплице инвентарь, музыкальный центр, цифровой фотоаппарат, видеокамера.

2.6.Методы оценки (критерии оценки эффективности проекта)

Мониторинг

Название

2016

2017

2018

Положительная динамика готовности посещения кружка «Парничок».

Анкетирование

30%

32%

35%

Положительная динамика качества обучения по биологии в последующих классах

35%

40%

50%

Увеличение положительных отзывов о проекте Гидропонная теплица

50%

55%

60%

Анкетирование о значимости проекта, об отношении родителей, педагогов и общественности к проекту

60%

70%

80%

Риски (условия возникновения, методы устранения)

Среди основных факторов, способных повлиять на результаты введения и реализации проекта можно выделить следующие:

Фактор риска

Возможные пути разрешения

Дефицит бюджетного финансирования хозяйственной деятельности школы-интерната

поиск спонсорской помощи

привлечение к вопросу дополнительных материальных средств через участие проекта в грантовых мероприятиях разных уровней

привлечение спонсорской помощи через рекламную деятельность о ходе проекта (СМИ школы-интерната, Ямальского района, окружных СМИ)

Недостаток необходимых помещений

отказ предоставить необходимое помещение администрацией школы-интерната

Отсутствие позитивной поддержки родительской общественности

Проведение разъяснительной работы с родителями и общественностью через выступление по школьному телевидению и на сайте школы, района, округа

2.7. Р езультаты, перспективы развития проекта, долгосрочный эффект

В случае положительного решения и материальной поддержки нашего проекта в школе-интернате была бы организована работа инфраструктуры «Экологический центр» по новому направлению - развитие «зеленых» технологий в условиях заполярной школы-интерната. Данное направление в настоящее время является актуальным, т.к. при реализации проекта «Гидропонная теплица», выращенные растения размножаются черенкованием, выращиваются в пробирках на питательном субстрате, в условиях управляемого фотосинтеза.

Для данной технологии характерно, что развитие растений при использовании гидропоники идет намного быстрее и безопаснее, чем в природных условиях, ведь в стерильных сосудах никакая вирусная или бактериальная инфекция корням растений не страшна, а это способствует минимизации производственных затрат и повышению рентабельности процесса выращивания овощей.

Дальнейшая реализация проекта по плану осуществляется коллективом учителей биологии. Педагогами разработана программа внеурочной деятельности для учащихся «ПАРНИЧОК», а также дидактические материалы.

Таким образом, в школе-интернате будут созданы условия для развития качественного экологического образования. Ученики, занимаясь в кружке «ПАРНИЧОК», получат первичные социально-трудовые компетенции, смогут ориентироваться в основах агротехники, будут обучены простейшим приемам выращивания растений в условиях гидропонного сада. Кроме того, немаловажно то обстоятельство, что столовые школы-интерната получат дополнительное витаминизированное питание – овощи и зелень в свежем виде так редко поступающие на стол школьников.

Возможность использования проекта другими участниками ОП

Предложенная модель может быть использована другими школами.

В случае финансовой поддержки со стороны спонсоров проект может быть реализован, т.к. для реализации данного направления имеются все ресурсы, кроме материальных.

Казимирова Влада ученица СОШ № "24 МО РФ

данная работа обращает на себя внимание уже своим названием. так как выбранная тема не является обязательной в школьной программе.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Федеральное государственное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №24 Министерства обороны РФ»

НОМИНАЦИЯ

Нерешенные задачи и как их решать

Научно-исследовательская работа

«Гидропоника. Или как накормить человечество»

Вольск-18

2011 г.

1 Будущее за высокими агротехнологиями!...........................................3

2 И так гидропоника!................................................................................8

3 Первые сведения о беспочвенных методах………….……..…..…..…10

4 Дальнейшее изучение гидропонных систем…………..……..…..…...11

5 Современное развитие гидропонных методов……….….…………...12

6 Развитие гидропонного выращивания в России……….…….………13

7 Гидропоника дома или огород на подоконнике……………...…..….14

8 Практическая часть работы или гидропоника для новичка……….…..16

8.1 Изготовление гидропонной установки, подготовка субстрата и питательного раствора……………………………………………………....……16

8.2 Отчет о выращивании огурца на гидропонике…………………….…22

9 Выводы…………………………………………………………........…..27

10 Литература………………………………………………………….….28

1 Будущее за высокими агротехнологиями!

Человечеству вновь грозит голод. По прогнозам ООН, подтвержденным сегодня президентом Всемирного Банка, 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 будут только расти. И все больше людей на планете будет голодать. Голод обрел "новое лицо". Это не древнее пророчество, а официальное заявление Нэнси Роман, директора Всемирной продовольственной программы ООН.

Схожая ситуация в десятках стран. Где-то уже гибнут люди, где-то еще пытаются что-то придумать. Только по официальным подсчетам ООН, в мире сейчас 73 миллиона голодающих. Тем временем, правительства многих стран вводят запреты на экспорт продовольствия, чтобы сбить волну подорожания у себя. Однако мировой стабилизации это вряд ли способствует. Около 3 миллиардов долларов, выделенных Западом на борьбу с мировым голодом, решить проблему также не в состоянии. В критической ситуации ООН возлагает надежды на Россию и Украину. В конце концов, кормила же когда-то Россия пол-Европы .

Наши земельные ресурсы колоссальны: на одного человека приходится почти гектар (0,87 га) пашни и 0,53 га естественных кормовых угодий. И несмотря на то, что в целом климат нашей страны для сельского хозяйства - не лучший (даже в земледельческих районах две трети территории находится в условиях либо дефицита тепла, либо дефицита влаги), при умелом подборе культур можно прокормить не только сегодняшнее население страны, но и еще 30-40 млн человек .

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 на 13%.

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

Однако здесь тоже возникают серьезные проблемы, появляющиеся не в последнюю очередь из страха, что биотехнология может способствовать размыванию генетических ресурсов в тысячах традиционных сортов, культивируемых небольшими фермерскими хозяйствами по всей стране.

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.

Но решение есть. Оно основано на применении высоких агротехнологий.

Как ни странно может показаться, но цель развития высоких агротехнологий состоит в том, чтобы в перспективе покончить с промышленным сельским хозяйством и отказаться от возделывания земли вообще. Все продовольствие будет производиться на агрозаводах, занимающих мало место, с эффективностью производства в несколько раз выше, чем при нынешних методах сельского хозяйства. Иными словами, сельское хозяйство должно превратиться в агрозаводы .

Что это дает? Это дает несколько важных преимуществ. Во-первых, агрозаводы могут быть расположенными где угодно, в том числе в центре мегаполисов, что позволяет создать совершенно иной рынок продовольственных продуктов, чем есть теперь. Во-вторых, высокопродуктивное агропроизводство может быть создано в странах, которые обладают крайне неблагоприятными условиями для ведения сельского хозяйства, например в Арктике, или в пустынной зоне. Россия, если поставит на агрозаводы, может навсегда покончить как с зависимостью от суровых природных условий, так и от импорта продовольствия.

Современные высокие агротехнологии, при масштабном применении, могут привести к крупнейшим, революционным переменам в производстве продовольствия. Необходимые заделы уже созданы, и развитию нового, высокотехнологичного сельского хозяйства мешают только предрассудки и неумение смотреть в будущее.

Для производства продовольствия вообще, по большому счету, не нужна земля и пашни, не нужен чернозем. Почва является опорой для растений, и хранилищем питательных элементов, которые растения получают в растворенном виде. Это обстоятельство давно привело ученых к мысли, что можно выращивать растения вообще без почвы, чтобы корневая система развивалась в воде, в которой уже имеются все необходимые питательные вещества. Эта система выращивания растений называется гидропоникой. Разработано шесть видов гидропоники, на основе которых разработаны сотни гидропонных систем. Впоследствии появилась аэропоника, то есть выращивание растений во влажной атмосфере, влага в которой также содержит питательные вещества .

Идея имеет очень давнее происхождение, поскольку гидропонику, так или иначе, использовали вавилоняне и ацтеки. Теория гидропоники была разработана в конце 1930-х годах профессором Калифорнийского университета Вильямом Герикке. В настоящее время используется для выращивания томатов. В России гидропоникой занимался К.А. Тимирязев и Д.Н. Прянишников .

Гидропоника позволяет легко создавать оптимальные условия для роста растений, получать высокие урожаи, экономить воду, питательные вещества и трудозатраты. Гидропоника делает ненужным всю трудоемкую работу по обработке почвы, а также делает ненужным чередование культур, защиту от сорняков и вредителей. На гидропонике можно выращивать совершенно экологически чистый продукт, не имеющий содержания вредных веществ.

Кроме того, она требует сравнительно небольшой площади и объема, что открывает перед технологией самые широкие перспективы. Гидропонные системы, для которых не нужна почва, открывают широкие возможности создания мощных заводов по выращиванию растений и производству продовольствия прямо в центре мегаполисов.

Современные технологии возведения высотных зданий позволяют строить здания, занимающие сравнительно небольшую площадь земли, но обладающие колоссальной площадью помещений. Например, Башни Петронас в Куала-Лумпуре, в Малайзии, высотой 451,9 метров, имеющие 88 этажей, обладают внутренними помещениями общей площадью 213,7 тысяч кв.м., тогда как здание занимает всего 40 гектар городской территории. Площадь участка и внутренних помещений составляют вместе 61,3 гектар.

Иными словами, агрозаводы по выращиванию растений на гидропонике, размещенные в высотных зданиях, могут замещать сотни гектаров теплиц и тысячи гектаров сельскохозяйственных угодий. Резкое ускорение сроков роста в сочетании с непрерывным циклом производства и автоматизированным обслуживанием систем позволяют выращивать продукцию круглый год. Размещение агрозаводов в крупных городах позволит исключить расходы, необходимые на перевозку сельскохозяйственной продукции. В первых этажах агробашен может быть созданы магазины, в которых продается продукция, выращенная и обработанная на верхних этажах, доставляемая вниз на лифтах. В небольших городах агрозаводы можно размещать в крупных зданиях, вроде заводских цехов или ангаров. Но, в общем, никаких ограничений на тип здания для агрозавода не существует. Это может быть небоскреб, заводской цех, корпус любого типа, бункер, туннель или даже пещера. Главное, чтобы была возможность подведения электроэнергии и водопровода.

В настоящее время на гидропонике выращивают, в основном, фрукты и ягоды, а также некоторые виды овощей. Но эта система может быть применена и для выращивания широкого спектра растений, начиная от редких тропических фруктов, и заканчивая зерновыми и бобовыми: пшеницей, маисом, фасолью. Это сейчас считается экономически невыгодным, но такое мнение происходит от близорукого отношения к этому вопросу. Главная экономия, которая и окупает затраты на создание и эксплуатацию подобных агрозаводов, состоит в исключении транспортных расходов на доставку продукции, в особенности в отдаленные районы.

Создание подобных агрозаводов в России, может, к примеру, привести к резкому сокращению или даже прекращению импорта фруктов и овощей, и введение в рацион таких фруктов, которые до России просто не довозятся, потому что являются скоропортящимся продуктом. Такой агрозавод в Норильске или Якутске позволит отказаться от завоза овощей и фруктов по северому завозу, и обеспечит жителей северных территорий фруктами и зеленью круглый год. Выращивание растений на гидропонике на агрозаводах позволит завести высокопродуктивное сельское хозяйство даже в тех районах России, где его никогда не было.

2 Итак гидропоника!

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.

Аэропоника (воздушная культура) представляет собой метод выращивания растений без субстрата вообще.

Растение закрепляется зажимами на крышке сосуда, наполненного питательным раствором таким образом, чтобы 1/3 корней находилась в растворе, а остальные корни находятся в воздушном пространстве между раствором и крышкой сосуда и периодически увлажняются. Чтобы не повредить зажимом стебель растения и не препятствовать его утолщению по мере роста, рекомендуется применять мягкие эластичные прокладки, например, из поролона.

Кроме вышеописанного способа выращивания растений на аэропонике, можно использовать способ опыления корней питательным раствором. Для этого в сосуде, где находятся корни, помещается туманообразующий распылитель, с помощью которого 2 раза в сутки по 2-3 минуты корням подается питательный раствор в виде мельчайших капель.

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

Наибольшее распространение получила гидрокультура - метод, при котором растения укореняются в толстом слое минерального субстрата (гравий, керамзит, вермикулит и т.п.), а обеспечение растений питательным раствором производится по принципу подпора, по принципу периодического увлажнения или обычным поливом сверху.

Принцип подпора заключается в том, что раствор постоянно находится только в нижней части субстрата, куда проникают длинные корни растения, а к остальным корням раствор поднимается по капиллярам.

Принцип периодического увлажнения основан на свойствах пористого субстрата. Через определенные промежутки времени субстрат затопляется питательным раствором и полностью им насыщается, после чего раствор сливается.

Использование полива сверху - исключительно простой способ гидропонного выращивания растений. Несколько раз в неделю субстрат поливают питательным раствором и один раз - чистой водой. При этом для посадки растений используют широкие низкие вазоны, высота которых зависит от диаметра, но не превышает 16 см.

Считается, что беспочвенные методы культивирования растений, гидропоника - детище современных технологий. Да, действительно, гидропонные технологии - это технологии будущего, успешно разрабатываемые в разных странах, но стоит вспомнить пословицу: новое - хорошо забытое старое . До нашего времени не сохранилось одно из семи чудес света (как, впрочем, и остальные, кроме - пирамид) - висячие сады, построенные Навуходоносором для своей жены, Семирамиды. Эти цветущие сады являлись чудом не только потому, что находились в раскалённой пустыне и поражали своими размерами. По очень немногочисленным свидетельствам очевидцев, дошедших до нашего времени, можно заключить - для содержания растений использовались, выражаясь современным языком, примитивные гидропонные системы активного типа. В качестве субстрата использовалась смесь земли и камней, этакая гидрокультура. Описания рецепта приготовления питательного раствора для растений не сохранилось, к сожалению.

3 Первые сведения о беспочвенных методах

Но, даже в то далекое время гидропонные методы не являлись абсолютным новшеством. В древнешумерском «Эпосе о Гильгамеше», каковой считается одним из первых письменных источников, дошедших до нашего времени, - есть упоминания о подобных системах. 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.

4 Дальнейшее изучение гидропонных систем

Эдме Мариотт (1620 - 1684) и Марчелло Мальпиги (1628 - 1694) установили, что вещества поглощаемые в качестве пищи изменяются химически до того, как будут использованы для строительства тканей растения. Стефан Хэйлс (1677 - 1761) и его эксперименты показали, что воздух также играет важную роль в росте растений . Профессор медицины Джон Вудворд (1665 - 1828), видимо, был первым, кто осуществил и описал выращивание, наиболее близкое к определению гидропоники. В 1699 году он вырастил перечную мяту. Экспериментировал с дождевой водой и водой из Темзы, к которой еще и примешивал некоторое количество земли. Он определял вес опытных растений при посадке и затем при уборке их из сосудов. Вудворд сделал правильный вывод: “Растения образуются не из воды, а из какого-то почвенного материала” . Поставившим точку в спорах и назвавшим вещи своими именами был немецкий агрохимик Юстус фон Либих (1803-1873). Он утвердил следующее: “Растительные организмы, или, следовательно, органические соединения, являются средством питания и поддержания жизни людей и животных. Источником питания растений, напротив, является неорганическая природа”. Так была создана основа нашей современной агрохимии, и направление ее дальнейшего развития было указано в заявлении Либиха: “Сейчас, когда выяснены условия, необходимые для того, чтобы почва была плодородной и способной поддерживать жизнь растений, вероятно, никто не захочет отрицать, что дальнейшего прогресса в сельском хозяйстве можно ожидать только от химии”.

Только в XIX веке, прежде всего благодаря трудам Либиха, удалось устранить ошибочные представления о питании растений. Впервые довести растение из семян до цветения и новых семян на искусственном растворе удалось двум немецким ботаникам Ф. Кнопу и Ю. Заксу в 1856 г . Это позволило выяснить, какие именно химические элементы нужны растениям. С тех пор раствор Кнопа занял почетное место в гидропонных культурах. Изначально полагали, что беспочвенные методы выращивания растений - исключительно прерогатива опытных лабораторий, интерес это сможет вызывать только у ученых, и лишь в качестве занимательного способа.

5 Современное развитие гидропонных методов

Использование водных культур для производства продуктов питания теснейшим образом связано с именем американского фитофизиолога профессора Уильяма Ф. Герикке, доцента Калифорнийского университета в Беркли, проводившего 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.

6 Развитие гидропонного выращивания в России

Однако нельзя не отметить, что к тому времени, когда Геррике проводил свои опыты, в Европе уже действовали подобные установки. Вероятно, наиболее крупная из них была создана в советском институте плодоводства по инициативе “русского Либиха” - проф. Д.Н. Прянишникова. Результаты работ этой значительной научной установки были практически реализованы советской полярной экспедицией уже в 1937 году. С 1936 года методом гидропоники начали выращивать овощные и цветочные растения в оранжереях у нас в стране. Первый НИИ, работающий с беспочвенными методами, был образован в Минске. Метод аэропоники был разработан именно там. В Киевском ботаническом саду испытывались первые Советские установки, и весьма успешно .

Многим из того, что касается растениеводства, мир обязан советским исследователям. Речь идет не только о Мичурине - можно привести множество интересных фактов по этому поводу. Скажем, нашумевший в свое время гидрогель. Его работа основана, на способности некоторых полимеров впитывать, а потом отдавать жидкость. Это была разработка советских секретных лабораторий конца пятидесятых годов. Что-то связанное с космонавтикой - для возможности сходить космонавту в туалет, не снимая скафандра. Это было тайной за семью печатями. До тех пор, пока на Западе не узнали. И вот, в конце 80-х, наше же открытие стало возвращаться к нам в виде памперсов и прокладок, произведенных в Европе. В середине тридцатых годов вывели морозоустойчивый и крупноплодный сорт киви - вывели его в Киевском ботаническом саду, методом селекции - из актинидии китайской. Все дело в том, что сорт киви, покупаемый вами на рынке или в ларьке овощном, носит название “киви киевский”. А вы посмотрите на страну-производителя… Нонсенс. Подобных примеров можно привести немаленькое количество.

В мире всё идет к тому, что за гидропоникой (гидрокультурой) - будущее, и весьма перспективное. Есть несколько компаний в России, которые уже долгое время находятся на этом специализированном рынке. С прекрасными разработками - и не только промышленных систем. Они осуществляют полный спектр услуг: от консультативной поддержки до производства целых агрокомплексов.

7 Гидропоника дома или огород на подоконнике

Гидропоника, в отличие от грунта, позволяет варьировать систему питания растения непосредственно у корней, что и позволяет добиваться отличных результатов. Для каждой используемой культуры можно подобрать свой раствор, но можно использовать и универсальные, типа Кнопа, Герике, Чеснокова-Базыриной . Минеральные соли, входящие в их состав, обычно имеются в магазинах торгующих удобрениями. А теперь в продаже появились и готовые смеси для гидропоники. Сейчас человек желающий попробовать использовать гидропонику может взять уже готовые смеси и не искать простые составляющие. Существенным негативным отличием этих смесей от «самопальных», является цена, выше примерно на порядок. Но для непромышленных, «учебно-домашних» методов это вполне искупается удобством применения - «просто добавь воды». Домашние же методы гидропоники достойны занять важное место среди всех остальных методов выращивания. Растения, выращенные своими руками это не только и не столько экономия и доход, сколько повышение экологичности жилища и мощный антистрессовый фактор. Это трудно измерить в конкретных цифрах, но любой человек чувствует себя намного комфортней в окружении зеленеющих и расцветающих растений, особенно зимой. И квадратный метр подоконника, на котором они растут, будет нелишним в современной квартире.

Многие выращивают на подоконниках декоративные культуры, которые обычно не получают необходимых для своего развития минеральных веществ из почвы, из-за ограниченности объёма применяемых ёмкостей. Эта ограниченность заставляет делать частые подкормки и пересадки, которые очень негативно влияют на развитие практически всех растений. От этого можно избавиться, просто перейдя на гидропонный метод.

Для однолетников пересадки становятся ненужными, для многолетников резко сокращаются (раз в 3-5 лет), а подкормки становятся тем, чем и должны - улучшением питания растений. Все соли, в применяемых дозах, не вызывают никаких побочных эффектов, и могут быть заменены в течение 10-15 минут, в отличие от почвенного внесения, где внесение солей это непростое дело, а их изъятие в случае, например передозировки, практически невозможно.

Переводя «зелёный уголок» на гидропонику, не следует ждать чудес, это не «волшебная палочка», это другая технология выращивания. И как всякая технология имеет плюсы и минусы. Основным минусом является наличие более сложных систем, которые надо либо приобретать, либо делать самим. С этим ничего не поделаешь, но прогресс не стоит на месте, большинство живёт в городах, а не в пещерах, и косят не косой, а комбайнами. При освоении гидропоники появляется возможность компенсировать часть затрат на неё, организацией «комнатного огородика», на котором можно выращивать зеленные и пряно-вкусовые культуры для собственного семейного потребления. При этом продукция собственного производства будет и дешевле, и лучше тепличной.

Ассортимент возможных для выращивания в комнатных условиях культур не так уж и мал, можно привести, например, теневыносливые сорта томатов, огурцов, салата, редиса, лука (на перо), клубники, перца, не говоря уж о пряной зелени типа мелиссы и мяты. При выращивании данных культур в грунте, рентабельность и окупаемость будет очень низкой, в гидропонных же условиях могут работать даже промышленные предприятия, что и демонстрируют западноевропейские тепличные комбинаты. Это несомненный «плюс».

8 Практическая часть работы или гидропоника для новичка

8.1 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 в Макдональдсе толстая.

3. Трубочка для коктейля, тонкая, как в СССР.

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 болтом 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 болтом, соответствующего диаметра.

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

В качестве субстрата должны использоваться инертные материалы.

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

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

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 огурец, так я хотела, не только вырастить растение, но и попробовать на вкус результаты своей работы.

Рисунок 2. Внешний вид подготовленного керамзита перед засыпкой в стакан

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

Для предварительного проращивания семян мы использовали традиционный бабушкин метод - завернули несколько семечек огурца во влажную салфетку и положили ее на тарелочку с небольшим количеством воды (рисунки 3,4).

Рисунок 3. Проращивание е семян

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

Рисунок 4. Проращивание е семян

А когда из земли проросли два первых листочка, мы осторожно выкопали растение и промыв корни проточной водой поместили огурец в стаканчик гидропонной установки, аккуратно присыпав корни керамзитом (рисунок 5).

Рисунок 5. Пересадка огурца 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 6).

Рисунок 6. Защитный чехол

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

Для сравнения рядом с гидропонной установкой поместили огурец, который выращивали традиционным способом в земле (рисунок 7).

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.

Рисунок 7. Место выращивания огурцов

8.2 Отчет о выращивании огурца на гидропонике

В течение 57 дней, с 1 марта по 26 апреля мы выращивали огурцы сорта "Апрельский 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 огурец рос первоначально до пересадки на гидропонику) концентрация питательных солей была незначительной.

После перевода растения на полноценный состав смеси у опытного огурца 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 огурца, росшего по соседству в земле.

Рисунок 8. Третья неделя роста

Опытный огурец на 20 день выпустил усики, и мы изготовили деревянную стойку, чтобы растение могло за нее цепляться.

Рисунок 9. Стойка для поддержки

В это же время мы полностью заменили питательный раствор на новый.

На 40 день появились первые завязи. На 44 день мы провели прищипку, удаляя все появившиеся первые завязи. Эта процедура укрепила силы растения и способствовала хорошему развитию стебля и листов.

Рисунок 10. Образование завязей и цветение

На 48-день исследований мы наблюдали уже распустившиеся цветки на растении. С каждым днем количество завязей и цветков увеличивалось.

Рисунок 11. Бурный рост

В то время как на контрольном образце, посаженном в землю, картина наблюдалась не очень продуктивная. Огурец стал чахнуть и засыхать. По-видимому, это было связано с недостаточным количеством земли. Малый объем ограничивал развитие корней растения. И вскоре оно окончательно остановилось в росте и стало погибать.

Корни же опытного растения к этому моменту значительно окрепли и прибавили в росте. Этому способствовала и ежедневная аэрация.

Рисунок 12. Корневая система

С целью сокращения срока получения конечного результата в этот период мы удалили большинство завязей с цветками, оставив только два наиболее развитых плода, чтобы ускорить их рост. И вот результат:

В начале шестой недели выращивания на сегодняшний день (на 58 день) мы имеем вполне приличные два огурца длиной 9,5 см и 9 см.

Выращенные огурцы имеют темно-зеленый цвет, посторонних запахов не имеют, на вкус "маслянистые", сладковатые, и хрусткие. Очень сочные. Кожура с множеством острых пупырышек, тонкая, не горчит (!). Внутри огурцы имеют здоровый, аппетитный вид, без пустот. Все семечки одинакового размера.

К этому дню исследований высота растения достигла 68 см. Ширина самого большого листа достигла 18 см.

Выводы:

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

Литература.

1. www.ispr.ru - Институт социально-политических исследований Российской Академии Наук

2. Дмитриева О.В. Битва за еду. Британские ученые предрекают планете голод //, Лондон, "Российская газета" - Федеральный выпуск №5407 (31)

3. www.gks.ru - Федеральная служба государственной статистики

4. http://www.unesco.org/most/

5. http://www.macfound.ru/

6. http://www.unfpa.org/

7.Гумеров Р. Как обеспечить продовольственную безопасность страны? // Российский экономический журнал, 1997 - 2004,

8. Экономическая безопасность России. // Социально-политический журнал. 1997 - 2004,

9. www.start.RU,

10. www.ppl.boom.RU,

11. www.economics.RU,

12. Гидропоника для любителей. Зальцер Э. Перевод с немецкого М.П.Чумакова, издательство "Колос" 1965 год Москва.

13. Промышленная гидропоника. М.Бентли. Перевод с английского Т.Л. Чебановой, издательство "Колос" 1965 год Москва.

14. Гидропоника комнатных цветов. Н.П. Бедриковская., издательство "Наукова Думка",Киев 1972. 65 с.

15. Как получить чудо-урожай с подоконника круглый год". Анна Федоренко, 2003 г, издательство "АСТ", 125 стр.

16. Грегори Ирвинг. Гидропоника, минеральная вата и сенсимилья.: Голландия: Positive Publisher b.v.b.a., 2001. - 80 с.; ил.

17. Алиев Э.А. "Выращивание овощей в гидропонных теплицах".

18. Чесноков В.А., Базырина Е.Н. и др., "Выращивание растений без почвы".