Статья опубликована в №124 (декабрь) 2023
Разделы: Биология, Сельское хозяйство, Экология, Ботаника
Размещена 27.11.2023. Последняя правка: 15.01.2024.
Просмотров - 792

Сравнение гидропоники и почвенного метода выращивания редиса и шпината

Ашуркова Алина Михайловна

Университет имени Шокана Уалиханова

Студент

Нарижняя Г.И., студент Кокшетауского университета имени Шокана Уалиханова. Научный руководитель: Тлеуова Зере Шарипкызы, профессор кафедры химии и биотехнологии Кокшетауского Университета имени Шокана Уалиханова

УДК 631.589.2

«Вода – красота всей природы. Вода жива, она бежит или волнуется ветром, она движется и даёт жизнь и движение всему её окружающему.»

Аксаков Сергей Тимофеевич

Введение

В настоящее время человечество сталкивается с множеством новых сложных проблем, которые приводят к кардинальным изменениям в нашем глобальном образе жизни: изменение климата, опасные инфекционные заболевания, растущая урбанизация и истощение месторождений природных ресурсов. Гидропонное земледелие обладает большим потенциалом для смягчения угроз, которые эти проблемы представляют для нашей сельскохозяйственной системы. Выращивание сельскохозяйственных культур в условиях, близких к оптимальным, с использованием технологии сельского хозяйства с контролируемой средой, является одним из самых больших преимуществ гидропонного земледелия. Культуры, выращенные на гидропонике, можно выращивать в любом месте земли в любое время года, независимо от погодных условий [1].

Гидропоника — это способ выращивания растений на искусственных средах без почвы. Питание растения получают из питательного раствора [2].

Практическое применение гидропоника получила задолго до формирования знаний об этом методе выращивания растений. Племена Южной Америки и Мексики уже в 1100 году применяли плоты из тростника, на которые укладывалась грязь, вулканического происхождения и высаживались растения. Эти сооружения сплавляли к ближайшим озерам, вода там была оптимальной температуры. Минеральные вещества из грязи постепенно переходили в раствор и доставляли пительные вещества растениям. Подобные сооружения находили и в других частях света. Точная информация о первооткрывателях этой технологии неизвестна, но на сегодняшний день это самые старые гидропонные сооружения, известные истории.

На основе вышесказанного, мы можем убедиться, что изучение этой темы является актуальным, а знание в этой области позволяют понять, что  использование гидропоники сокращает финансовые затраты на обработку почвы, также сводит к минимуму риск проникновения насекомых и сорняков в среду произрастания, обеспечивая гораздо более чистый и простой процесс,  позволяет выращивать большее количество растений на ограниченной площади посадки. Вода и минеральные удобрения используются рациональнее, за счет их многократного использования [3].

Исходя из актуальности выбранной темы, целью работы является изучение гидропоники, как метода выращивания растений и сравнение с традиционным методом выращивание растений.

Исходя из цели, были определены следующие задачи:

1. Подготовить и провести эксперимент по  выращиванию  растений методами гидропоники и традиционным способом (почвенным).
2.  Сравнить альтернативные методы выращивания растений методами гидропоники и традиционным способом (почвенным).
3.  Выделить преимущества выращивания растений методом гидропоники в сравнении с традиционным (почвенным) методом.

Методы исследования: эксперимент, наблюдение, сравнение, анализ.

Объектом исследования является изготовленная нами гидропонная система.

Предметом исследования является процесс выращивания овощей в гидропонной системе

Основная часть

Гидропоника — это вид сельского хозяйства или садоводства, в котором не используется почва. Термин  происходит от греческих слов «hudor» — вода и «ponos» — работа, поэтому в переводе он, по сути, означает «работающий с водой». В отличие от выращивания в почве, где существует так много различных влияний (pH, свет, температура воздуха, микроорганизмы, почва и так далее), гидропонное выращивание можно почти полностью контролировать.  [4]

Гидропонное выращивание отличается от традиционных методов тем, что не требует больших материальных и трудовых затрат в процессе, но при этом имеет высокую прибыль. Экономия средств происходит происходит за счет следующих факторов:

• отсутствуют затраты на борьбу с вредителями и сорняками, растения меньше болеют;
• растения растут быстрее и лучше плодоносят, потому что все питательные вещества поступают в полном объеме в корневую систему;
• отпадает необходимость возделывания, удабривания, полива земли;
• отсутствует фактор влияния погодных условий;
• предполагается использование малых площадей;
• расходы воды на полив в разы ниже, чем при выращивании в открытом грунте.

Гидропоника имеет свои риски. Во-первых, гидропонный бизнес требует больших первоначальных вложений. Во-вторых, велика зависимость от электроснабжения: при отключении света прекращается подача питательной среды. Это грозит гибелью растений. В-третьих, большое значение имеет техническая сторона: крайне важно поддерживать оборудование в рабочем состоянии. Для работы на таких предприятиях требуются высококвалифицированные работники. В-четвертых, необходимо иметь бесперебойное снабжение водой. Гидропонное выращивание как бизнес будет успешным, если продумать все детали производства.
Но для выращивания растений методом гидропоники в домашних условиях больших установок не требуется, достаточно будет небльших самостоятельно собранных систем, которые будут доступны всем. 
В нашем случае были использованы: Паралоновые губки и химические стаканы (в домашних условиях можно использовать пластиковые стаканчики).

Питательные вещества, используемые в гидропонных системах, могут поступать из различных органических или неорганических источников, включая экскременты рыб, утиный навоз, покупные химические удобрения или искусственные стандартные или гибридные питательные растворы, но обычно это вода со смесью удобрений и минералов или микроэлементов, которые необходимы растениям для питания.  Хорошо известными примерами стандартизированных, сбалансированных питательных растворов являются раствор Хогланда , питательный раствор Лонга Эштона или раствор Кнопа [4].

Для исследования было выбрано два растения: редис и шпинат. Выбор производили исходя из условий произрастания, быстроты роста и содержания питательных веществ.

Редис — это съедобный корнеплод семейства крестоцветных. Его ближайшие родственники — брокколи, капуста и горчица. Это неприхотливая культура, редис легко выращивать, он переносит небольшие заморозки, а некоторые виды созревают очень быстро — за 20 дней.

Как и большинство овощей, редис не может похвастаться высоким содержанием белка. Зато в нем много клетчатки и витамина С, а также некоторое количество калия, марганца и кальция. В редисе также есть фолиевая кислота, витамин В6, небольшое количество жирных кислот омега-3 омега-6, цинк, селен и железо [5].

Шпинат — это овощ с темно-зелеными листьями, который можно есть как в сыром, так и в приготовленном виде. Неприхотливая культура, обладает хорошей всхожестью.

В овоще много питательных веществ: витамины группы B и магний помогают работе нервной системы, фолиевая кислота и железо участвуют во множестве важных для организма процессов. В шпинате также есть кальций, поддерживающий здоровье костей, и калий, который помогает укреплять мышцы и улучшает метаболизм. Шпинат также содержит растительные соединения, положительно влияющие на здоровье глаз, сердца, снижающие риск инфекций и воспалений [6]. 

Экспериментальная часть

Для сравнительного анализа мы взяли два вида растений, а именно редис «Меркадо» и шпинат «Исполинский». Часть растений мы посадили в обычный грунт и по мере необходимости поливали водой без примесей. Вторую часть семян мы поместили в паралоновые губки и подготовили специальный питательный раствор. Для нашего эксперимента мы выбрали раствор Кнопа.

Состав питательного раствора (на 1л воды):

-Нитрат кальция (Ca(NО₃)₂)- 1г.

-Фосфат калия однозамещенный (KH₂PO₄)- 0,25г.

-Сульфат магния (MgSO₄)- 0,25г.                                                                  

-Хлорид калия (KCl)- 0,125г.

-Хлорид железа (FeCl₃)- 0,0125г.

Каждое вещество растворили в небольшом количестве воды, затем в емкость с небольшим количеством воды постепенно добавили все растворы, размешивая. И довели общий объем до 1л. Перелили приготовленный раствор в емкости (в нашем случае это химческие стаканы) и поместили губки с семенами в эти емкости так, чтобы они слегка касались раствора. В последующем корни растений находились в нижней части губки и находились в питательном растворе, а верхняя часть растения находилась в верхней части губки.

Наблюдения

Семена в гидропоники начали всходить быстрее. Периодически проводили измерение стебля растений. Все показания заносили в таблицу наблюдений (Табл.1).

Табл 1. Длинна стебля растений

Кол-во дней после посадки	Длина стебля
	Гидропоника		Почва
	Редис	Шпинат	Редис	Шпинат
5	1,5	0,8	0,7	0,4
8	3,5	3,5	2,7	2,5
12	7	7	4,5	4,5
15	9	9,5	6,3	6,5
18	10,5	11,5	8	7,5
22	11,5	13	9,2	9
25	12	14,6	10,5	10,5
30	15	16	11,5	12

 

Анализируя полученные данные, можно заметить, что растения, выращенные в почве, немного уступают растениям, выращиваемые при помощи метода гидропоники.

Заключение:

Проводя наблюдение за ростом и развитием растений, мы убедились, что гидропоника, как метод, очень перспективный и имеет много преимуществ над почвенным методом выращивания:

1. Растение непрерывно получает необходимые ему вещества в нужных количествах, оно развивается здоровым и крепким, и гораздо быстрее, чем в почве.
2. Огромная экономия воды. За счет того, что она не поглощается почвой и не испаряется, вода полностью расходуется на удовлетворение потребностей растений.
3. За неимением почвы, нет и опасных грызунов, насекомых-вредителей и прочих ненужных животных. Это избавляет растения не только от истребления, но и от микробов, болезнетворных бактерий.
4. Экономия места. На маленькой площади вырастает колоссальное число урожая.
5. Так растение получает только необходимые ему элементы, оно не накапливает в себе вредных для здоровья человека веществ, обязательно присутствующих в почве (радионуклиды, нитраты, тяжелые металлы, ядовитые органические соединения).

Сегодня ресурсов планеты не хватает, и с каждым годом все больше и больше потребуется продуктов питания, чтобы прокормить население.  Если мы не научимся применять современные технологии, то населению планеты будет грозить голод. Гидропоника как раз является альтернативным способом  выращивания растений, позволяющий экономить такие необходимые ресурсы планеты, как воду и почву.

1. The future of farming: hydroponics. PSCI. Retrieved Aug 25, 2022 -Научная статья.
2. Turner Bambi (Oct 20, 2008). How Hydroponics Works. HowStuffWorks. InfoSpace Holdings LLC. Retrieved May 29, 2012 -Научная статья.
3. Heiney A. (Aug 27, 2004). Farming for the Future. www.nasa.gov. Retrieved Nov 21, 2018 -Научная статья.
4. Гидропоника // Газлифт — Гоголево. — М. : Советская энциклопедия, 1971. — (Большая советская энциклопедия: [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров; 1969—1978, т. 6).
5. https://www.tveda.ru/encyclopedia/ovoschi-i-korneplody/redis/ [21.11.2023] -Электронный ресурс.
6. https://www.tveda.ru/encyclopedia/zelen-i-travy/shpinat/ [21.11.2023] -Электронный ресурс.

Рецензии:

27.11.2023, 18:41 Ашрапов Улугбек Товфикович
Рецензия: Гидропонная система выращивания предлагает несколько существенных преимуществ. Растения в хорошо обслуживаемых системах могут расти на 30% быстрее, чем растения, выращенные в почве. Когда вы поливаете свой сад, большая часть воды либо вымывается, либо испаряется. Гидропонный сад в помещении может использовать на 95 % меньше воды, чем требуется для ухода за традиционным садом на открытом воздухе. Однако, гидропонные садовые системы могут быть дорогими. Высококлассные гидропонные системы могут стоить более 500 долларов, и это без учета расходных материалов.Статья актуальная. Рекомендую статью к публикации после доработки с изложением сведений о стоимости овощей, выращенных методом гидропоники.

27.11.2023, 21:45 Вологирова Жаннета Мамиевна
Рецензия: Рецензия на статью "Сравнение гидропоники и почвенного метода выращивания редиса и шпината". Статья представляет собой попытку осветить важность гидропоники в контексте современных вызовов сельского хозяйства. Введение четко формулирует актуальность темы, демонстрируя связь между глобальными проблемами, такими как изменение климата и ограниченность ресурсов, и перспективами гидропоники в их решении. Экспериментальная часть статьи представляет интересные данные о выращивании редиса и шпината в условиях гидропоники и в почве. Однако, для более глубокого понимания результатов, требуется дополнительная информация о методологии, использованных технологиях, а также статистической значимости полученных данных. Кроме того, уточнение химического состава использованного раствора Кнопа может повысить доверие к результатам эксперимента. Оформление материала соответствует стандартам, но стоит уделить внимание более тщательной проверке и актуализации списка литературы. Прозрачность использованных источников обеспечит большую убедительность и научную основанность статьи. Полнота и достоверность представленной информации в целом на высоком уровне. Однако, более детальное описание экспериментальных методов и процессов гидропонного выращивания может усилить убедительность статьи. Правильность определений и формулировок подтверждает глубокое понимание авторами темы. Однако, стоит обратить внимание на ясность изложения, чтобы сделать статью более доступной для широкой аудитории. Литературный стиль статьи в основном научен и точен, но некоторые участки могут быть улучшены с целью улучшения ясности и читаемости. Выводы статьи о преимуществах гидропоники хорошо обоснованы, но рекомендуется провести дополнительные исследования для подтверждения результатов. В целом, статья представляет собой ценный вклад в область гидропоники и заслуживает публикации с учетом предложенных рекомендаций. Рецензент: Вологирова Жаннета Мамиевна, кандидат сельскохозяйственных наук (PhD)

29.11.2023, 18:15 Ашрапов Улугбек Товфикович
Рецензия: Самым лучшим вариантом использования метода гидропоники является выращивание этим методом легко окупаемых дорогостоящих плодовых ягод и овощей, например клубники, брокколи или огурцов. Тем не менее, статья "Сравнение гидропоники и почвенного метода выращивания редиса и шпината" имеет актуальность и новизну, рекомендую статью к публикации.

6.12.2023, 10:38 Гюльмамедова Шалала Адил кызы
Рецензия:  Действительно в современную эпоху гидропоника является альтернативным способом выращивания растений, позволяющей экономить такие необходимые ресурсы планеты, как вода и почва, позволяющей за короткие сроки получить хороший урожай. С другой стороны метод гидропоники имеет свои отрицательные стороны, так как её можно использовать только на небольшой площади при постоянном снабжении электричеством и водой, а на больших площадях имеет большие затраты. Считаю, что статья посвящена актуальной теме и рекомендую статью к публикации.

8.12.2023, 13:59 Киселева Наталья Станиславовна
Рецензия: В статье «Сравнение гидропоники и почвенного метода выращивания редиса и шпината» показана важность применения гидропоники в современном сельском хозяйстве. Во введении четко сформулирована актуальность и новизна темы, в основной части представлены экспериментальные данные о выращивании редиса и шпината в условиях гидропоники в сравнении с традиционным методом выращивания растений. Для полноты анализа не хватает статистической значимости (НСР05) полученных данных (Табл.1. Длина стебля растений). Кроме того, хотелось бы увидеть более полное описание применяемых экспериментальных методов и процессов самого выращивания редиса и шпината на гидропонике. Несмотря на сделанные замечания, статья Ашурковой Алины Михайловны «Сравнение гидропоники и почвенного метода выращивания редиса и шпината» научно обоснованна и достаточно убедительна, достоверность результатов не вызывает сомнений. Данная статья актуальна и значима в области вопросов гидропоники, рекомендуется принять статью к публикации с учетом сделанных замечаний.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий