XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Выращивание клубники ремонтантной беспочвенным методом в условиях лабораторного помещения
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В связи с высокой нагрузкой на почву, в сельском хозяйстве разрабатываются и применяются новые методы выращивания растений.
Гидропоника - это технология культивирования растений в искусственной среде, на специально приготовленном субстрате в связке с питательным раствором. Свое название метод получил от слов древнегреческого происхождения "hydro" - вода и "ponos" - работа.
В условиях современных технологий стало возможным выращивать клубнику и получать урожай не только в открытом грунте за короткий летний период, но и круглый год прямо у себя в квартире или любом другом закрытом помещении. Урожай можно получать, выращивая клубнику методом гидропоники.
Цель: изучить технологию выращивания клубники ремонтантной сорта «Мурано» беспочвенным методом с использованием гидропонного раствора в сравнении с почвенным методом.
Задачи:
1.Изучить технологию выращивания клубники ремонтантной и разновидности и устройством гидропонных систем;
2.Провести эксперимент с использованием гидропонного питательного раствора для выращивания клубники на гидропонной установке и выращивание саженцев в почве;
3.Провести наблюдение за ростом саженцев на гидропонной установке и в почве;
4.Проанализировать полученные результаты и сделать выводы об эффективности беспочвенного способа выращивания клубники в сравнении с почвенным.
Гипотеза:выращивание клубники ремонтантной сорта Муранов условиях гидропоники на гидропонных установках позволят получать качественный и быстрый урожай.
Объект исследования: сорт клубники ремонтантной «Мурано» в условиях гидропоники.
Предмет исследования: влияние гидропонного раствора на рост и развитие клубники ремонтантной сорта «Мурано».
Сроки проведения исследования: ноябрь 2024 – по настоящий день.
Место проведения: МКОУ Краснозерский лицей№2им.Ф.И.Анисичкина
Глава I Изучение литературных источников.
1.1 Клубника на гидропонике: особенности выращивания
Технология выращивания простая, но уход за растениями должен быть регулярным. Принцип состоит в высадке клубники в посадочные контейнеры (емкости, заполненные субстратом и питательным раствором).
Опытные садоводы легко смогут соорудить систему гидропоники для клубники своими руками, а те, кто хочет получить урожай на подоконнике без особого труда, могут приобрести установки-гроубоксы с продуманной системой обогрева, полива и освещения.
Корни растений развиваются не в почве, а в специальном водонепроницаемом субстрате. Питание клубника получает с помощью минерализованной воды (состав жидкости сбалансирован, чтобы обеспечивать кустам именно то количество питательных веществ, которое им необходимо). pH тоже регулируется в соответствии с требованиями культуры.
Выращивают растения под укрытием, при контролируемой влажности, температуре, освещении (в современном гидропонном земледелии всё производство механизировано и компьютеризировано). Капельные и другие системы обеспечивают поступление питательного раствора к корням клубники на гидропонике. Урожайность помогают повысить и датчики, которые постоянно контролируют параметры среды: при необходимости предупреждают владельцев о любых нарушениях).
Гидропонные установки востребованы по ряду причин:
-
Контроль соотношения воды и минералов позволяет оптимизировать урожайность в гидропонике и свести к минимуму развитие болезней у каждого куста.
-
Землю не нужно рыхлить и мульчировать при выращивании.
-
Отсутствие почвы предотвращает риск развития болезней и вредителей.
Преимущества и недостатки гидропонного выращивания клубники.
К достоинствам метода принято относить:
-
можно получить очень большой урожай на малой площади;
-
отсутствуют сорняки;
-
не приходится рыхлить почву;
-
кусты не пересыхают;
-
обеспечен обильный доступ кислорода к корням, что обеспечивает защиту от корневой гнили;
-
нет вредителей или обычных болезней;
-
не надо отдельно производить подкормку, так как все необходимые удобрения есть в питательной среде;
-
не нужно регулярно менять грунт;
-
размер ягод заметно больше, чем при традиционной высадке в грунт;
-
ягоды развиваются быстрее и дают урожай несколько раз в год.
Недостатки:
-
качество питательной смеси постоянно должно быть высоким и стабильным;
-
требуется подключение системы к сети электропитания;
-
величина полученного урожая зависит от уровня подготовки садовода;
-
расходы на выращивание методом гидропоники выше, чем при высадке в открытый грунт [1,6 ].
1.2 Варианты домашней гидропоники для выращивания клубники
В домашних условиях используются системы с капельным поливом, каскадные N.F.T. и фитильные системы. Огромной популярностью пользуются самодельные системы, но в продаже можно найти и гроубоксы — готовые гидропонные установки, в которых уже создан подходящий микроклимат для растений.
Готовые гроубоксы сильно различаются по сложности. Это может быть как простая и компактная система, так и высокотехнологичная автономная модель с системой датчиков и всеми необходимыми приспособлениями на базе искусственного интеллекта.
Фитильные системы
Фитильная система — это резервуар с питательным раствором, от которого к горшку с субстратом и саженцами вертикально отходит фитиль. В качестве фитиля используются шнур из влагопоглощающих волокнистых материалов, а сам раствор передается в основание индивидуального резервуара куста посредством капиллярной силы. Выглядит это так:
-
Через дно горшка протягиваем шнур и укладываем его на дне под саженцем.
-
Поверх шнура укладываем слой поролона или синтепона толщиной в 2 см.
-
Насыпаем в горшок субстрат и высаживаем саженец.
-
Второй конец шнура опускаем в резервуар с питательным раствором.
По сравнению с другими вариантами установки, фитильные системы самые простые — горшок, шнур, резервуар и все. Из минусов — раствор подается медленно, расходуется больше, чем в других системах, да и увлажняет корневую систему не слишком хорошо — для высокорослых сортов не подойдет.
Капельный полив
Капельный полив работает с помощью насоса. Питательный раствор под давлением движется по каналам, откуда через капельные шланги подается непосредственно на корневую систему. Сетчатые горшки с субстратом можно устанавливать как в лотках, так и в трубопроводах. Растение впитывает раствор, а излишки влаги стекают и возвращаются в резервуар для повторных подач.
Капельный полив – универсальный метод. Растения питаются очень интенсивно, а раствор экономится. Чтобы система надежно функционировала, нужно следить за состоянием насоса и аэратора, а также периодически проверять состояние воды и капельных шлангов.
NFT-система
В NFT системах жидкость не подается на корневую систему. Вместо этого горшок с саженцем находится в питательном растворе, который непрерывно циркулирует.
Насос перекачивает жидкость в наивысшую точку, затем раствор проходит через все горшки с саженцами. Для этого клубнику или другие растения высаживают в один ряд. NFT-систему можно устанавливать под углом, обеспечивая естественный слив. Альтернативное решение — каскадная конструкция из нескольких объединенных ярусов, где питательный раствор при переливе направляется в следующую секцию. В конце жидкость сливается в резервуар, откуда насосом заново перекачивается на верхний ярус.
NFT-систему можно сделать вручную из пластиковых труб и переходников. Для подоконника эта конструкция слишком большая, а вот устроить бюджетную ферму из нескольких десятков кустов на балконе или в отдельной комнате — легко.
Выбор субстрата для клубники и подготовка.
В качестве субстрата можно использовать грунт из кокосового волокна или минеральную вату для растений. Они схожи по своим свойствам: упруги, хорошо удерживают влагу и дают растениям возможность полноценно дышать. Однако кокосовый субстрат все же несколько лучше, так как и сам по себе содержит много полезных элементов, которые при росте растения совсем не лишние.
Что же касается минваты, то она абсолютно стерильна. Зато, в отличие от кокосового субстрата, не требует тщательной промывки перед использованием. Поэтому тут каждый выбирает для себя, что ему удобнее и доступнее [ 2].
1.3 Технология выращивание клубники на гидропонике.
Субстратом наполняются емкости. Это могут быть пластиковые контейнеры, выстеленные изнутри пленкой (обязательно светонепроницаемой) или же мешки, если решено сделать установку вертикальной. Такой способ используется, как правило, на лоджиях, чтобы сэкономить площадь. Мешки можно подвесить от пола до потолка, и в них поместится достаточно саженцев.
Для теплиц подходят оба способа, можно их даже совместить. А вот гроубоксы обычно не имеют очень большой высоты, так что в них клубнику придется выращивать горизонтально, в поддонах.
Корни кустиков клубники перед высадкой в субстрат тщательно моются. Это делается для того, чтобы исключить присутствие на корнях вредителей, которые в дальнейшем могут погубить растения.
Питательный раствор для гидропоники
От качества питательного раствора зависит успех выращивания клубники на гидропонике. Рецептуру нужно изменять в зависимости от фазы развития растений. Есть универсальный рецепт, подходящий для выращивания клубники на гидропонике от начала до конца: вода 1 л, кальций 200 мл, азот 150 мл, фосфор 70 мл, магний 50 мл, калий 100 мл, аммоний 4 мл, железо 3 мл, магний 0,5 мл, медь 0,05 мл, цинк 0,5 мл, бор 0,5 мл, молибден 0,05 мл.
Приготовив раствор, обязательно измерьте кислотность – pH должен быть 5,8-6,2. Для тех, кто не может сделать раствор самостоятельно из-за недостаточного знания химии или отсутствия компонентов, выпускают готовые жидкие средства для гидропоники.
Уход за культурой и условия выращивания
Прежде всего клубнике необходимо достаточное освещение. Поэтому рекомендуется разместить фитолампу над посадкой. Подсветку включать на 15-20 часов в сутки.
-
Так же соблюдать следующие условия выращивания:
-
Температура воздуха в пределах 16-20оС.
-
Ежедневная подача питательного раствора. При этом слежу за тем, чтобы он не попадал на листья.
-
Влажность не менее 70%.
Какой сорт клубники выбрать
Популярные сорта для выращивания в гидропонных установках:
-
Гора Эверест;
-
Фестивальная;
-
ЗенгаЗенгана;
-
Трубадур;
-
Ольвия;
-
Гигантелла (для опытных фермеров)
-
Мурано
Перед покупкой и выращиванием семян или саженцев изучите описание сорта, особенности развития и оптимальные условия. В процессе роста клубника пускает усы, из которых можно прорастить отдельный куст и расширить «плантацию».
Обратите внимание на способ опыления выбранного сорта. Оптимальный вариант — самоопыляемая клубника, которой понадобится вентилятор для переноса пыльцы по воздуху. Для небольшой фермы на окне или балконе этого [1,6,7 ].
Глава II. Практическая часть.
Начало опыта 15.11.2024г. (Приложение 1)
2.1 Подготовка рассады ремонтантной клубники.
Ремонтантные сорта - это такие сорта, которые плодоносят весь теплый сезон. Именно поэтому мы выбрали ее, чтобы в домашних условиях она плодоносила постоянно.
Клубника Мурано – сорт выведен в 2005 году в Италии от исходных форм R6R1-26 и A030-12. В 2012 году клубника была запатентована Консорциумом итальянских питомников. Несмотря на то, что сорт не был внесен в Государственный реестр – он пользуется большой популярностью у Российских садоводов. Сорт нейтрального светового дня и будет радовать вас плодами практически непрерывно.
Представляет собой компактный, прямостоячий куст, до 30см. в высоту и до 45 см. в ширину. Листьев мало, но они крупные, яркого зеленого цвета, трехлопастные, с четко-выраженными прожилками и зазубренными краями. Усов формируется мало. Цветоносы крепкие, расположены чуть выше розеток, цветки с 5-6 белоснежными лепестками, достаточно большие по размеру – до 3,5 см. в диаметре. С начала цветения до сбора первого урожая проходит около 30 дней. Сорт самоплодный – опылитель не требуется.
Плоды богаты витамином С – которые полезен не только в сезон простуд, но и при болях в суставах. Витамин К – положительно влияет на здоровье костей, улучшает свертываемость крови. Кальций способствует укреплению костной системы, магний полезен для нервной системы, помогает улучшить работоспособность [ 2 ].
2.2. Подготовка субстрата.
Субстрат гидропонной системы для удержания корней: на 1 литр размоченного торфа 1,5 - 2 стакана перлита
Торф - осадочная рыхлая горная порода, находящая применение как горючее полезное ископаемое. Образовано скоплением остатков мхов, подвергшихся неполному разложению в условиях болот.
Основные свойства:
- экологически чистый;
- большой объем пор содержащих воздух;
- самый дешёвый субстрат;
- после использования, торфом можно удобрять почву;
Керамзит -лёгкий пористый строительный материал, зернистый бетонозаполнитель, получаемый путём обжига во вращающейся печи легкоплавкой, вспучивающейся глины при температуре 1100—1200°С.
Основные свойства:
- легок в использовании, долговечен, легко очистить;
- впитывает излишнюю влагу, при засухе отдает влагу;
- увеличивает аэрацию корней растений;
- улучшает дренаж корней;
Нужно учитывать, что субстрат не должен соприкасаться с листьями, только с корнями, иначе растения могут плохо расти, загнить и погибнуть.
2.3 Подготовка гидропонного раствора(Приложение 2)
Используем готовый раствор - Раствор Кнопа: на 1 литр дистиллированной воды - кальциевая селитра 1 гр, фосфат калия и сульфат магния по 0,52 гр, калийная соль 0,125 гр, хлорид железа - 0,0125 гр.ппа. Разводим согласно инструкции. [3 ]
Ход работы:
Посадка саженцев клубники (Приложение 1)
Контроль- торфяной грунт
Опыт - гидропонная установка
Мы установили на таймер на подсветку гидропонной установке, чтобы лампа работала 15 часов в сутки. Таким образом, световой день растений приблизительно равен летнему дню.
Результаты (Приложение 3)
25 декабря - первое цветение растений на гидропонике
03 января -образование плодов на гидропонике
06 января - созревание плодов на гидропонике.
Вариант контроль - листья растений увядают, подсыхают. Цветения нет. Растения развиваются медленно.
Результаты 15 января 2025 год:
Опыт: сбор урожая на гидропонике. Растения имеют хорошо развитую корневую систему. Образовали множество усов. Часть ягод приготовлено для получения рассады клубники.
Контроль: редкое цветение и образование 1 плода на растении.
Вывод: процесс развития растений земляники на гидропонике происходит быстрее и эффективнее в сравнении с почвенным выращиванием. Сроки образования и созревания плодов в несколько раз превышают в опыте в сравнении с контролем.
Заключение:
В результате нашего исследования мы достигли поставленной цели. Наша гипотеза подтвердилась.
Мы изучили и применили технологию выращивания клубники на гидропонной установке .
Провели эксперимент с использованием гидропонного питательного раствора для выращивания клубники на гидропонной установке и выращивание саженцев в почве.
Сравнили рост и развитие саженцев беспочвенным методом в сравнении с почвенным.
В результате нашего исследования сделаны выводы:
1. Сорт земляники ремонтантной сорта «Мурано» можно рекомендовать для выращивания в комнатных условиях и в условиях гидропоники.
2. Раствор Кнопа благоприятно влияет на рост и развитие растений, развитие саженцев на гидропонной установке происходит быстрее в сравнении с почвенным методом.
Клубника на гидропонике получает все необходимое для успешного цветения и плодоношения. Выращивание садовой клубники гидропонным методом позволяет получить урожай круглый год.
Исследование не закончено, в настоящее время планируем повторно провести эксперимент с влиянием бора на растения, который усиливает цветение и способствует получению качественного урожая плодов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Вебинары - лекции по направлению Биотехнологии, в рамках Проекта «Подготовка наставников на основе сетевых исследовательских проектов», реализуемых Фондом «Обазование»: https://syncwoia.com/#/event/school-science-bio
2. Земляника ремонтантная [Электронный ресурс], - Режим доступа свободный: https://fermilon.ru/sad-i-ogorod/yagody/zemlyanika-baron-solemaher.html, дата посещения: 25.10.2024.
3. Как правильно приготовить раствор Кнопа? [Электронный ресурс], - Режим доступа свободный: http://megaogorod.com/atricle/2767-kak-pravilno-prigotovit-rastvor-knopa, дата посещения: 25.10.2024.
4. Про бор для растений [Электронный ресурс], - Режим доступа свободный: https://dzen.ru/a/YfurbRdzOUFW_mOu?utm_referer=yandex.ru, дата посещения: 26.06.2023.
5. Об ионитных субстратах. [Электронный ресурс], - Режим доступа свободный: https://zion-rus.com/ru/about/, дата посещения: 05.10.2024.
6. Отец гидропоники: Как Ульям Герике научил весь мир выращивать растения без почвы [Электронный ресурс], - Режим доступа свободный: https://city-farmer.ru/interesnoe/read/istoriya-rastenievodstva/otecz-gidroponiki-kak-uilyam-gerike-nauchil-ves-mir-vyrashhivat-rasteniya-bez-pochvy/, дата посещения: 25.10.2024.
7. Уильям Тексье Гидропоника для всех: все о садоводстве на дому. - MamaPublishing: 2015, - 18 с.
Приложение 1.
П риложение 2.
Рассада клубники сорта «Мурано»
Приложение 3.