МЕТОДЫ БЕСПОЧВЕННОГО ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ. ГИДРОПОНИКА

Тестов Роман

класс 9 «В», гимназия № 23, г. Челябинск

Губницкая Оксана Васильевна

научный руководитель, педагог высшей категории, преподаватель биологии, МАОУ гимназия № 23, г. Челябинск

Выращивание растений без почвы на растворах питательных солей ― метод не новый. Он был разработан в результате тщательного изучения питания растений ещё во второй половине XIX века. С тех пор выращивание растений без почвы ― в водных или песчаных культурах является неотъемлемой частью современной науки и промышленности.

Актуальность изучения гидропоники заключается в том, что при использовании данного метода, отпадают трудоёмкие работы по внесению удобрений, поливам, подкормкам, подсыпке почв, дезинфекции. Открываются возможности более широкого применения автоматики, что сокращает трудовые затраты на выращивание овощей и способствует получению более ранних урожаев. Гидропоника позволяет выгодно использовать почвы, полностью разрушенные открытым методом добычи угля, также благодаря гидропонике становится возможным выращивание овощей в районах с отравленной и разрушенной почвой.

Целью данной работы является изучение метода гидропоники, а также анализ и сравнение методов беспочвенного и почвенного выращивания растений.

Теоретическую основу исследовательской работы составили труды специалистов ― практиков в области ботаники и агрохимии. Методологической основой работы являются общенаучные методы исследования: эмпирические (наблюдения и сравнения) и теоретические (анализ).

Основные теоретические понятия в области беспочвенного выращивания.

Рассмотрим понятие гидропоника.

Гидропоника — это способ выращивания растений без почвы (Приложение Б, рисунок Б.1). При выращивании гидропонным методом, растение питается корнями не в почве, более или менее обеспеченной минеральными веществами, поливаемой чистой водой, а во влажно-воздушной, сильно аэрируемой водной, или твердой, но пористой, влаго- и воздухоёмкой среде, способствующей дыханию корней в ограниченном пространстве горшка, и требующей сравнительно частого (или постоянно-капельного) полива рабочим раствором минеральных солей, приготовленным по потребностям этого растения [4, с. 65].

Сущность метода заключается в замене почвы инертным субстратом, например, гравием, и снабжении растений необходимыми элементами питания в усвояемой форме. Субстрат служит лишь опорой, в нем размещаются корни растений, а питание они получают из водного раствора, в котором содержатся все необходимые соли.

Метод гидропоники давно уже широко применяется в домашних условиях. Идея, лежащая в основе метода, довольно проста: для того, чтобы растения могли расти и цвести, им нужны свет, воздух, вода, тепло и питательные вещества. Почва вовсе не так уж нужна, если корни могут получать необходимые для роста растения минеральные вещества из питательного раствора.

Сравнительные исследования

Эксперимент № 1 Сравнительная динамика роста побегов фасоли на разных методах выращивания

Подготовив все необходимые условия для выращивания на разных методах, было высажено 20 ростков фасоли (10 на гидропонику, 10 в почву). По ходу роста образцов обеих групп производились измерения, и составлялась сравнительная динамика роста. (Динамика роста представлена на диаграмме ниже).

Диаграмма 1.

На данный момент можно заметить существенные различия в скорости роста побегов. Образцы, выращенные методом гидропоники, показывают довольно большой отрыв, и уже на 4—5 день достигают размеров 20—25 см, в тоже время образцы, выращенные в почве — только 10—15 см.

В первые дни проведения исследования наблюдается наиболее активный рост образцов на гидропоники, и напротив, крайне медлительные изменения образцов в почве, что лишний раз доказывает — наличие необходимых растению минеральных веществ избавляет растение от необходимости поиска этих веществ, в связи с чем, корень излишне не увеличивается. Происходит более активный рост стебля и листьев, а также развитие боковых побегов. Далее на 7—10 день скорость роста постепенно спала, и началось активное развитие боковых побегов, уже на 10 день их было 6, в тоже время у образцов почвенного выращивания — 2.

Из этого эксперимента нам удалось вывести ряд преимуществ гидропоники: Во-первых, скорость роста растений на гидропонике значительно выше, за счет чего, за более короткие сроки растения достигают довольно больших размеров.

Таким образом можно сделать вывод, что методом гидропоники можно более результативно и с минимальными затратами времени выращивать необходимые культуры, что может благоприятно отразиться на развитии промышленных и научных предприятиях работающих в области ботаники и агрохимии.

Эксперимент № 2 Сравнение сухой и сырой массы плодов, полученных на традиционном выращивании и беспочвенном

Для данного исследования мы выбрали огурцы. Два взрослых побега были высажены на разные методы выращивания. За неделю эксперимента мы собрали, в общей сложности, 580 граммов сырой массы урожая (8,5 сухого вещества), из которых 320 граммов (4,4 гр. сухого вещества) на гидропонике и 260 на почвенном выращивании (4,1 гр. сухого вещества).

Диаграмма 2.

После взвешивания отдельно взятых плодов и вычисления среднеарифметического мы составили диаграмму со средними значениями сырой массы плодов для обоих методов.

Диаграмма 3.

На диаграмме видно, что среднее значение сырой массы одного плода, выращенного на гидропонике равняется 80 граммам, что значительно больше, чем у почвенных образцов (65 грамм), но из-за того, что растение на гидропонике имеет неограниченный доступ к влаге, мы предположили, что плоды, выращенные на этом методе, будут более водянистыми, т. е. сухая масса меньше, а сырая масса больше, в связи с чем мы провели дополнительное исследование и вычислили сухую массу плодов на обоих методах выращивания (результаты представлены на диаграмме ниже)

Диаграмма 4.

Полученные результаты полностью опровергли наши предположения. Среднее значение сухой массы плодов выращенных на гидропонике составило 2,5, а у почвенных образцов 2,2. (Приложение Ж, рисунок Ж.2)

Таким образом, мы доказали, что наличие большого количества влаги на беспочвенных методах выращивания не оказывает негативного влияния на плод.

Заключение

Целью данной работы выступал анализ и сравнение методов беспочвенного и почвенного выращивания растений.

В заключении хотелось бы отметить, что благодаря проведенному опыту удалось вывести преимущества беспочвенного метода выращивания растений.

Практическое применения данного метода замены почвы на раствор в первую очередь заключается в том, что выращивание растений за короткие сроки и получение богатого урожая позволит отдельным городам или даже странам, не имеющим почвы, пригодной для овощеводства, выращивать необходимые культуры в нужном количестве. Также гидропоника является отличным способом сокращения затрат и времени на уход за растениями как в домашних условиях так и в условиях промышленности.

Сегодня существует перспектива дальнейшего изучения этого метода, совершенствование и внедрение его на повсеместное использование в промышленности и в быту, т. к. постоянный рост численности населения городов и стран соответствует увеличению потребностей в первую очередь в свежей еде. В этой связи данный метод поможет сократить время роста овощных культур и как можно быстрее предоставить свежие овощи на потребление людям.

Список литературы:

1.Кемп П. Введение в биологию [Текст] / П. Кемп, К. Армс; пер. с англ. Л.И. Александрова и др.; под ред. Ю.И. Полянского. ― М.: Мир, 1988. ― 671 с.

2.Матвеев В.П. М.И. Рубцов Овощеводство [Текст]: учебники и учеб. пособия для высш. с.-х. учеб. заведений / В.П. Матвеев, М.И. Рубцов. ― 3-е изд. перераб. и доп. ― М.: Агропромиздат, 1985. ― 431 с.

3.Пасечник В.В. Биология, грибы, растения. 6 кл. [Текст]: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В. Пасечник. ― 10-е изд., стереотип. ― М.: Дрофа, 2007. ― 272 с.

4.Чесноков В.А. Выращивание растений без почвы [Текст] / В.А. Чесноков, Е.Н. Базырина, Т.М. Бушуева, Н.Л. Ильинская. ― Изд-во: Ленинградского университета, 1960. ― 169 с.