Научная работа «Проращивание семян шпината Матадор в различных питательных средах методом гидропоники»

КРАЕВОЙ МОЛОДЕЖНЫЙ ФОРУМ

«НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ СИБИРИ»

НОМИНАЦИЯ «НАУЧНЫЙ КОНВЕНТ»

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 12»

ЭКОЛОГИЯ

«Проращивание семян шпината Матадор в различных питательных средах методом гидропоники»

Выполнил: Шилов Никита Андреевич

23.08.2001

МОБУ «СОШ №12»

10А класс

8-923-372-90-72

[email protected]

Руководитель: Крейс Наталья Федоровна

МОБУ «СОШ №12»

учитель биологии

8-963-201-95-38

[email protected]

г.Минусинск, 2018

Шилов Никита Андреевич

Г. Минусинск, МОБУ «СОШ №12», 10 А класс

Проращивание семян шпината Матадор в различных питательных средах методом гидропоники

Руководитель: Крейс Наталья Фёдоровна,МОБУ «СОШ №12», учитель биологии

Цель работы: исследовать эффективность выращивание семян шпината Матадор в различных питательных средах методом гидропоники.

Методы проведенных исследований: анкетирование, анализ, эксперимент, систематизация и описание. Основные результаты теоретического исследования: расширены и систематизированы знания в области гидропоники растений, проведены исследования по проращиванию семян шпината Матодор и выращивание проростков шпината методом гидропоники в различных питательных средах. Разработана система рекомендаций для учащихся, родителей, учителей по выращиванию растений методом гидропоники.

Гидропо́ника (от ги́дро — вода и др.-греч. πόνος, pónos — работа) — это способ выращивания растений на искусственных средах без почвы. Питание растения получают из питательного раствора, окружающего корни.

Результатом исследования стало подтверждение гипотезы: в зимний период можно эффективно выращивать зелень даже в школе, используя примитивную гидропонную установку и выращивать растения в различных питательных средах. Вода - лучшая жидкость для проращивания семян, так как она не содержит никаких примесей, которые могут привести семена к гибели. Готовый почвогрунт и глумат калия – оптимальная среда для роста и развития проростков растения.

Содержание

Введение

В недалёком будущем, предсказывают ухудшение погодных условий, дефицит чистой воды, уменьшение количества плодородных почв,  дефицит продуктов питания... и всё это благодаря человеку. 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. Эффективность, выращивание растений методом гидропоники в зимнее время, делает данную проблему очень актуальной.

Проблема: может ли гидропоника обеспечить человечество овощными культурами в зимний период?

Цель работы: исследовать эффективность выращивание семян шпината Матадор в различных питательных средах методом гидропоники.

Объект исследования: семена шпината Матодор.

Предмет исследования: проращивание семян шпината Матодор в различных питательных средах методом гидропоники.

Гипотеза исследования: предположим, что проращивать семена шпината Матодор более эффективно методом гидропоники в домашних условиях.

Для достижения цели работы и подтверждения гипотезы были поставлены следующие задачи:

1) изучить и проанализировать научно-популярную литературу по проблеме исследования: история гидропоники, методику выращивание растений методом гидропоники;

2) изготовить простейшую гидропонную установку;

3) описать этапы опытно-экспериментальной работы, представить полученные результаты.

4) разработать рекомендации для подростков, родителей, классных руководителей.

Методы исследования:

• теоретический анализ литературы и интернет-источников;

• методы опроса:

• анкетирование;

• наблюдение;

• качественные методы обработки информации: анализ, систематизация и описание.

Обращение к данным методам исследования объясняется их универсальностью, эффективностью и простотой при организации экспериментальной работы.

Теоретическая значимость работы: произведен анализ и обобщение теоретического и практического материала.

Практическая значимость:  работа представляет интерес, как для школьников, так и для родителей и для учителей. Подготовлены рекомендации. Презентация может быть использована на уроках биологии, а также на классных часах в школе.

Структура работы соответствует поставленным целям и задачам. Работа состоит из введения, в котором определяется актуальность проблемы, намечается цель и задачи, определяется теоретическая и практическая значимость. Основная часть включает в себя две главы. Заключение подводит итоги проведенной опытно-экспериментальной работы, содержит предложения по практическому использованию полученных результатов. Завершает работу список использованной литературы и приложения.

Апробация работы состоялась в ходе докладов, прочитанных автором на классных часах учащиимя 10А, 7Б класса МБОУ «СОШ № 12» г. Минусинска, на заседании Научного общества учащихся «Шаги познания» МБОУ «СОШ № 12» г. Минусинска.

Глава I. Основная теоретическая часть

Гидропо́ника (от ги́дро — вода и др.-греч. πόνος, pónos — работа) — это способ выращивания растений на искусственных средах без почвы. Питание растения получают из питательного раствора, окружающего корни. Гидропоника позволяет регулировать условия выращивания растений — создавать режим питания для корневой системы, полностью обеспечивающий потребности растений в питательных элементах, концентрацию углекислого газа в воздухе, наиболее благоприятную для фотосинтеза, а также регулировать температуру воздуха и корнеобитаемого пространства, влажность воздуха, интенсивность и продолжительность освещения. Создание оптимальных условий для роста и развития растений обеспечивает получение очень высоких урожаев, лучшего качества и за более короткие сроки. Выращивание растений этим способом менее трудоемко, чем в почвенной культуре, вода и питательные вещества расходуются экономнее. Подача питательного раствора легко автоматизируется. В условиях гидропоники практически отпадает борьба с сорняками.

При выращивании гидропонным способом растение питается корнями не в почве, а во влажно-воздушной, сильно аэрируемой водной, или твёрдой, но пористой, влаго- и воздухоёмкой среде, которая способствует дыханию корней, и требует сравнительно частого (или постоянно-капельного) полива рабочим раствором минеральных солей, приготовленным по потребностям этого растения. В качестве таких заменителей могут использоваться гравий, щебень, а также некоторые пористые материалы — керамзит, вермикулит и др.

Преимущества гидропоники:

1. Растение получает весь запас питательных веществ в необходимом количестве.

2. Отсутствие проблемы пересыхания или переувлажнения

3. Благодаря контролю расхода воды сокращается количество поливов.

4. Растение получает точное количество удобрений.

5. Нет необходимости применять ядохимикаты.

6. Пересадить растение легко и просто. Корни не травмируются во время пересадки.

7. Гидропоника – экономный способ выращивания комнатных растений.

8. Плодовые растения будут экологически чистыми и безопасными.

Глава II. Экспериментально-опытная работа по проращиванию семян шпината Матадор в различных питательных средах методом гидропоники

Исследовательская работа проводилась в МОБУ «СОШ № 12» г. Минусинска с 1.12.17г. по 28.02.18г.

План исследования.

1. Обсуждение проблемы.

2. Сбор сведений в Интернете.

3. Изготовление гидропонной системы.

4. Выращивание семян шпината Матодор на гидропонной системе.

5. Выступление с проблемой на классных часах.

2. 1. Организационная работа: изучение документации, анкетирование, опрос, экскурсия.

В декабре 2017 года был произведен анализ теории по гидропонике.

В декабре 2017г. взяли интервью у агронома – технолога Елены Бурковой тепличного комплекса «Воскресенского», расположенного в п. Подсинем, Кирпичная,13.

«До начала 90 х годов прошлого века во всех теплицах овощи высаживались в грунт, теперь же большинству из них доминирует технология выращивания на минеральной вате. За это время-прежде всего, благодаря контролю полива и подкормки растений, который возможен только при этом методе, урожаи значительно выросли.»

Также мы посетили тепличный комплекс «Воскресенский». Предлагаю вашему вниманию собственное интервью.

«Я ожидал, что попаду в некое помещение под стеклом, где будут стоять ящики с землей, вокруг грязь, как в огороде... Но на деле оказалось все совсем по-другому. Когда я оказался внутри тепличного комплекса, ощущение было, что попал в какую-то лабораторию: везде была чистота и порядок. На входе в теплицу нам даже выдали бахилы и белые халаты. Экскурсия наша началась с посещения рассадного отделения, гд выращивают рассаду различных культур. Работа тепличного комплекса почти полностью автоматизирована. Освещением, температурой и влажностью управляет компьютер. А еще комплекс располагает собственной метеостанцией».
Выводы. В результате проведенной работы было установлено, что гидропоника эффективный метод выращивания растений в зимний период.

2.2. Проведение экспериментально-опытной работы

Для организации проращивания семян шпината Матодор проводили следующую работу.

Мы решили использовать в качестве питательного раствора гумат калия, обычную воду и готовый питательный грунт. Состав почвогрунта: торф низинный, опилки, биогумус, песок мытый, вердикулит.

Опыт проводился с 31.01.18 по 25.02.18 г.

Оборудование и необходимые материалы: По 150 мл следующих жидкостей: проточная вода, глумат калия, готовый питательный грунт; одна упаковка шпината Матадор; три пластиковых бутылки (1500 мл); керамзит; компрессор для аквариума; линейка для измерения проростков.

Опыт: 1. Каждый контейнер пронумеровали с помощью маркера в определенной последовательности: 1- керамзит + гумат калия, 2- керамзит + проточная вода, 3- почвогрунт + проточная вода. 2. Каждый контейнер обработали тщательно хлоргексином, в каждый контейнер положили скрученный жгут и налили жидкость в строгом соответствии с нумерацией. 3. В каждый контейнер положили по 20 семян шпината. 4. Наблюдение: подсчет количества пророщенных семян шпината и измерение длинны проростков в каждом контейнере.

Количество пророщенных семян шпината Матадор: Больше семян проросло во 2 контейнере-19 семян из 20 семян, во 2 контейнере проросло 18 семян из 20 штук, в 3 контейнере 16 семян из 20. Вода – лучшая жидкость для проращивания семян, так как не содержит примесей.

Длина проростков шпината Матадор: Проростки растут быстрее и увеличиваются в размерах в 1 контейнере, в 3 контейнере проростки тоже себя чувствуют комфортно и увеличивают длину, во 2 контейнере проросткам не хватает питательных вещест, поэтому они медленно растут. Готовый почвогрунт и гумат калия – оптимальная среда для роста и развития проростков.

Таким образом, на основе полученных результатов мы убедились в том, что вода - лучшая жидкость для проращивания семян, так как она не содержит никаких примесей, которые могут привести семена к гибели. Готовый почвогрунт и гумат калия – оптимальная среда для роста и развития проростков растения.

2.3. Результаты анкетирования учащихся 7,10-х классов

В анкетировании участвовало 132 респондентов учащихся 7, 10-х классов [приложение 1, 2]. Анкете «Общие сведения о гидропонике».

По результатам опроса были получены следующие данные:

Первый вопрос «Знаете ли Вы, что такое гидропоника» из 132 человек ответили положительно только 37 человек (28%). Учащиеся не знают, что такое гидропоника, поэтому наша работа имеет практическое значение в качестве научно-познавательной информации.

На второй вопрос «Можно ли зимой выращивать растения в домашних условиях?» из 132 человек положительно ответили 123 (93%) человека. Учащиеся могут выращивать растения зимой в домашних условиях.

На третий вопрос: «В каких условиях должны выращиваться растения зимой?» из 132 человек 80 (61%) ответили, что выращивать растения можно только в тепличных условиях.

На четвертый вопрос «В каком субстрате можно выращивать растения?» из 132 человек ответили, что только в почве - 89 человек (67%), в воде – 38 (29%), торфе – 17 чел. (13%).Учащиеся не знают, что кроме почвы можно использовать для выращивания растений и другие субстраты.

На пятый вопрос «Возникает ли у вас желание заняться гидропоникой?» из 132 человек положительно ответили только 17 человек (13%), 67 человек (51%) не желают заниматься гидропоникой.

Таким образом, по результатам анкетирования, можно сделать вывод о том, что 28% учащихся знают, что такое гидропоника, учащиеся не осведомлены, в каких субстратах можено выращивать растения, заниматься выращиванием растений методом гидропоники изъявили желание только 13% опрошенных.

Заключение

В результате проведенных исследований мы пришли к следующим выводам, 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.

Изучение научной литературы по изучаемой проблеме свидетельствует о громадном интересе к гидропонике как альтернативному методу выращивания растений, особенно в зимний период.

В ходе эксперимента мы изготовили самостоятельно простейшую гидропонную установку из пластиковых бутылок и аквариумного компрессора, с естественным освещением.

В ходе эксперимента мы выяснили, что в условиях общеобразовательного учреждения эффективными являются метод проращивания семян шпината Матодор и выращивание проростков шпината в различных питательных средах с помощью гидропонной установки.

Результаты нашей работы свидетельствуют о высокой эффективности метода гидропоники. В зимний период можно эффективно выращивать зелень даже в школе, используя примитивную гидропонную установку и выращивать растения в различных питательных средах. Вода - лучшая жидкость для проращивания семян, так как она не содержит никаких примесей, которые могут привести семена к гибели. Готовый почвогрунт и гумат калия – оптимальная среда для роста и развития проростков растения.

Я считаю, что цель исследовательской работы достигнута, задачи выполнены, а гипотеза полностью подтвердилась.

Список использованной литературы

1. О Лири Н.К. Увлекательные опыты. Биология, физика, химия, науки о Земле. – М.:АСТ:Астрель, 2009.

2. Бекетт К. Растения под стеклом. – М.: Мир, 1988.

3. В.А. Чесноков, Е.Н. Базырина. Выращивание растений без почвы.- Ленинград, Ленинградский университет, 1960 г.

4. История гидропоники. Гидропоника. Выращивание растений.- gidroponika.com

5. Мой цветочный мир. Гидропоника. - moizveti.ucoz.ru › index/0-186

6. История развития гидропоники. - iplants.ru/hydroponics.htm

Приложение 1

Анкета

«Общие сведения о гидропонике»

1.Знаете ли вы, что такое гидропоника?

а) да, б) нет, в) не знаю.

2. Можно ли зимой выращивать растения в домашних условиях?

а) да, б) нет, в) не знаю.

3. В каких условиях должны выращиваться растения зимой?

а) в тепличных условиях, б) на окне в горшке, в) иным способом.

4. В каком субстрате можно выращивать растения?

а) почва, б) вода, в) торф, г) керамзит.

5. Возникает ли у вас желание заняться гидропоникой?

а) да, б) нет, в) не знаю

Приложение 2

Таблица «Общие сведения о гидропонике»

Приложение 3

Разработка рекомендаций

«Как в домашних условиях вырастить растения методом гидропоники»