Барат Бақытжан Әлібекұлы
студент группы А-31 КГКП «Красноармейский аграрно-технический колледж»
Руководитель:  преподаватель технических дисциплин Ахметова Самал Рахметоллаевна

На сегодняшний день людей в жизни окружает огромный выбор продуктов питания. К сожалению, большинство из них являются продукцией синтетического происхождения или ГМО. Лишь малую часть продукции на прилавках магазинов можно назвать натуральной. Для обеспечения себя, хотя бы небольшим количеством натуральных продуктов человеку необходимо выращивать их самостоятельно либо на приусадебном участке в летнее время, либо в домашних условиях – зимой. На это необходимо затрачивать значительное время и силы. А можно ли выращивать растения, не затрачивая много сил и времени? Существует ли какой-то особый метод ускоренного роста растений? Задавая себе подобные вопросы, я пришел к выводу, что такой метод существует – гидропоника. Исходя из этого, и была выбрана тема исследования. Можно отметить, что тема исследовательской работы обладает чертами актуальности.

 

Методы исследования: теоретический (анализ научно-теоретической литературы).

Объектом исследования был  выбран учебная теплица КГКП «Красноармейского аграрно-технического колледжа»

 

Цель работы:

Целью данной работы является усовершенствование и модернизация теплицы колледжа

-Изучить морфологические и ботанические особенности овощных растений.

-Ознакомиться с методами  гидропоники  и внедрить ее в учебную теплицу колледжа

– Минусы и плюсы  применения технологии гидропоники

 

Задачи:

1. Изучить научно-теоретическую литературу по проблеме исследования.

2. Подготовить необходимые материалы для выращивания растений методом гидропоники в домашних условиях.

3. Провести эксперименты по выращиванию культур различными способами.

4. Обобщить результат экспериментов.

5. Сформулировать выводы исследования.

Одним из новых, перспективных путей повышения эффективности селекционного процесса является использование современных методов биотехнологии является гидропоника.
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). Слово гидропоника произошло от греч. υδρα — вода и πόνος — работа, в итоге получаем «рабочий раствор».

Гидропоника не нова. История ее начинается с глубокой древности. Например Висячие сады, о чем рассказывают нам археологические раскопки древнего Вавилона, являющимися одним из Семи чудес света были вероятно одной из первых удачных попыток выращивания растений на искусственных почвах.

Плавающие сады Ацтеков в Центральной Америке – еще один удачный пример  применения технологии гидропоники. На берегах Озера Теночитлан (Мексика) кочевые племена индейцев были вытеснены со своих плодородных земель воинственными соседями. И тогда ацтеки изобрели из длинных стеблей тростника плоты, на которые уложили ил со дна озера. Эти плоты они  назвали “Чампас”. Так и выращивался обильный урожай овощей и фруктов, ведь даже деревья прекрасно росли и плодоносили. Корни пробиваясь к воде доставляли растению влагу.

 

Метод гидропоники

Метод гидропоники основан на изучении корневой системы растения, а конкретно как происходит питание растения. Ученые работали десятки лет, чтобы понять, что же корень извлекает из почвы. Выяснить это удалось благодаря опытам выращивания растений в воде. В дистиллированной воде растворяли определенные питательные элементы (минеральные соли).

Растение выращивали на этом растворе в обыкновенной стеклянной банке. И эксперименты показали, что растение хорошо развивается, если в растворе есть калий, сера, железо, магний, кальций, азот и фосфор. Ученые выяснили что если из раствора с питательными веществами исключить такие элементы как калий, рост растения останавливается. Оказывается без кальция не может развиваться корневая система. Элементы железо и магний, необходимы растению для образования хлорофилла. Белки, необходимые для образования протоплазмы и ядра, не могут образоваться без серы и фосфора.

Долгое время ученные думали, что только эти элементы нужны для нормального развития растений. Но позже ученые выяснили, что растению также нужны очень небольшие количества других элементов, которые поэтому и назвали микроэлементами.

Примерно в одно и то же время в девятнадцатом веке российский ученый К. А. Тимирязев, а в Германии  Ф. Кноп разрабатывали метод выращивания растений в водных растворах.

В 1936 г. В США Герикке испытал выращивание овощей в растворах, дав название этому методу гидропоника. В нашей же стране первые удачные опыты выращивания овощей на гидропонике были поставлены в 1938-1939 годах. Сперва растения на гидропонике выращивались исключительно в воде, без субстрата. Но при выращивании в воде снабжение корней кислородом оказалось низким, реакция раствора неустойчива, поэтому отдельные корни и растения погибали.

Поэтому выращивание растений в воде не нашло применения, и были разработаны другие методы гидропоники. Корни растения разместили в относительно в инертном субстрате, который погружен в раствор необходимых питательных веществ.

В зависимости от того какой используется субстрат появились различные методы гидропоники:

Агрегатопоника – когда корни размещены в твердых инертных, неорганических субстратах – керамзите, щебне, песке, гравии и т.п.

Хемопоника – субстратом служат мох, опилки, верховой торф и другие малодоступные для питания растений органические материалы;

Ионитопоника субстрат из ионообменных материалов;

Аэропоника – твердого субстрата нет, корни висят в воздухе затемненной камеры.

И так при выращивании гидропонным методом, корни растения не в почве, а субстрате, заменителе почвы, который не имеет питательного значения, грубо говоря, субстрат просто создает опору развитию корневой системы.

Кроме того в гидропонике процесс поглощения питательных веществ происходит быстрее, а дополнительный кислород стимулирует более быстрое развитие корневой системы. Ведь растению не нужно тратить энергию на поиск питательных веществ, они легкодоступной форме подаются к корням растения. Потому растение использует сэкономленную энергию для развития и роста. Так же при выращивании на гидропонике, воды используется меньше. Что особенно важно при промышленном выращивании сельскохозяйственной продукции. Особенно для стран с недостатком пресной воды.

В итоге гидропоника позволяет регулировать условия выращивания растений – создавать режим питания для корневой системы, который полностью обеспечить потребности растений в питательных элементах. Используя технологию гидропоники в закрытых помещениях мы также можем регулировать концентрацию углекислого газа в воздухе, благоприятную для фотосинтеза, регулировать влажность воздуха, температуру воздуха, а также продолжительность и интенсивность освещения.

Создание идеальных условий для роста растений обеспечивает получение максимальных урожаев, лучшего качества и за более короткие сроки.

Чем именно отличается гидропоника от огорода:

1.      Предпринимателю не нужен земельный участок;

2.      Растения находятся в питательном водном растворе, а значит, не нуждается в удобрении и не способны погибнуть от засухи даже в экстремальных земледельческих условиях;

3.      Нет необходимости использования химикатов – при отсутствии почвы риск возникновения болезней и вредителей сводится к нулю;

4.      Некоторые растения плодоносят лучше и быстрее при использовании гидропоники;

5.      Выращенные таким способом, овощи и зелень хранятся дольше и при транспортировке меньше повреждаются;

6.      Так как гидропоника может быть установлена на любой высоте, некоторые культуры можно заранее поднять на нужную высоту для удобства сбора и исключения риска загнивания;

7.      Данный бизнес не носит сезонный характер – гидропонная система позволяет получать урожай круглый год, а спрос на овощи и зелень есть всегда.

Преимущества гидропонного метода выращивания растений:

·         При применении настоящего способа существенно поднимается  урожайность плодовых  растений. Интенсивное цветение декоративных растений также доказывает положительное влияние гидропоники на их рост. Этот метод помогает снабдить растение всеми необходимыми ему полезными веществами. Оно растет крепким и здоровым, причем гораздо быстрее, чем в почве.

·         Растение не накапливает вредных и пагубно влияющих на человеческий организм элементов, содержащихся в почве. Как правило, это ядовитые органические соединения, избыток нитратов, радионуклиды, тяжелые металлы и прочие. Особенно это актуально для плодовых растений. Ведь при использовании метода гидропоники растения получают только лишь полезные вещества.

·         Растения не нуждаются в ежедневном поливе. И расход воды при гидропонике гораздо проще контролировать. Каждое растение требует исключительно индивидуального подхода. В зависимости от системы выращивания и объема емкости необходимо систематически доливать воду – одному растению раз в три дня, другому раз в месяц.

·         При почвенном выращивании растения нередко страдают от пересыхания и недостатка кислорода,  в случае переувлажнения. С применением способа гидропоники это совершенно исключено.

·         Процедура пересаживания многолетних растений при использовании технологии гидропоники существенно облегчается. Ведь при пересадке их в почву корни в любом случае травмируются, в той или иной степени.

·         Благодаря гидропонике можно избежать таких проблем, как вредители и всевозможные разновидности грибков и болезней, которые встречаются у растений, растущих в почве. Вопрос о применении ядохимикатов сам собой отпадает.

·         Отпадает необходимость применения новой почвы, что значительно уменьшает затраты на процесс выращивания комнатных растений.

·         С практический точки зрения за такими растениями легче ухаживать, нет грязи от земли, нет посторонних запахов, нет вредителей, которые могут завестись в почве, а потом распространиться и на помещение.

Минусы применения технологии гидропоники:

·         Изначально стоимость такого решения будет существенно выше, чем приобретения обычного грунта.

·         Нужно вложить немного труда, дабы самостоятельно собрать систему. Это займет немало времени и сил. А ежели приобрести уже готовую систему, то вам придется выложить определенную сумму. Плюс в том, что изначальные затраты и времени и денег окупятся с лихвой, поскольку растение начнет расти в несколько раз быстрее и ухаживать за ним будет намного легче.

·         Стереотипы и общественное мнение дают свое. Многие такой способ выращивания растений ассоциируют с искусственным методом с применением химических удобрений – то есть ядохимикатами, которые пагубно влияют на здоровье. Однако такого рода суждения возникают исключительно от незнания того, что такое гидропоника.

Процесс пересадки растения из грунта в систему гидропоники

1.      Поместите в ведро земляной ком с корнем растения и замочите на несколько часов водой комнатной температуры.

2.      По истечению этого времени под водой аккуратно отделите землю и при помощи легкой струи воды комнатной температуры осторожно отмойте корни.

3.      После очистки расправьте корни к низу и засыпьте их субстратом. При этом не требуется, чтобы растение непосредственно корнями касалось водяного слоя.  Раствор поднимется вверх по капиллярам субстрата и достигнет корней. Через некоторое время растения сами прорастут на необходимую глубину.

4.      Полейте субстрат сверху обычной водой. Затем залейте воду в сосуд до необходимого уровня и оставьте растение адаптироваться приблизительно на неделю.

Только после истечения этого периода в воду можно добавлять удобрения.

Снижение трудоемкости при использовании технологии гидропоники для выращивания растений достигается благодаря нескольким весомым факторам.

1.      Из процесса выращивания совершенно исключается понятие «плодородный грунт». Ведь грунт в гидропонике присутствует только лишь в рассадном состоянии растения. Стоит заметить, что рассаду растения выращивают все же традиционным способом, а затем ее помещают в горшочек, который наполняется каким-нибудь влагопроницаемым сыпучим субстратом. К примеру, перлитовым крупным песком, дробленым керамзитом, мелким гравием и прочим. Главная задача субстрата – держать корневую систему растения. При этом все питательные вещества растением впитываются из специального раствора.

2.      Абсолютно устраняется такая процедура, как «полив». Ведь гидропоника подразумевает собой систематичный полив питательным раствором корневой системы растения. Этот раствор отличается практически стабильным составом. Благодаря нему растение не подвергается ни голоданию, ни недостатку влаги. А развивается быстро и равномерно по сравнению со своими грунтовыми сородичами.

3.      Сводится к минимуму возможность появления насекомых, личинок, сорняков и конкурентов. Рассада высаживается практически в стерилизованный грунт, а затем грунт и вовсе вымывается. А в растворе никаких семян сорняков просто быть не может.

4.      При использовании технологии гидропоники отпадает необходимость в прополке, рыхлении и других видов обработки грунта. И система может быть абсолютно автоматизирована.

И если технология гидропоники хорошо отлажена, то процесс выращивания растений заключается непосредственно в выращивании рассады и сборе урожая. Также необходимо систематически следить за гидропонной установкой и подливать раствор.

Система гидропоники превращает процесс выращивания зелени, овощей и пряностей в весьма приятное занятие.

Теплица нуждается в дополнительных затратах на постройку самой конструкции и подведение коммуникаций – растениям необходим полив и обогрев, а также дополнительное освещение.

Сама гидропонная система на рынке представлена двумя видами:

1.      Проточная – омовение субстратом корней растений;

2.      Капельная – попадание капель субстрата непосредственно под основание стебля;

3.      Комбинация из двух видов – проточно-капельная система.

Проточная, или циркуляционная система, подходит для выращивания зелени или невысоких растений, капельная — идеальна для выращивания овощей, например, томатов или баклажанов. Комбинированный вид гидропоники отлично подходит для ягод.

Вне зависимости от выбранной гидропонной системы, для организации бизнеса потребуется следующее оборудование:

1.      Стеллажи для вертикального размещения продукции в теплице;

2.      Системы обогрева;

3.      Оборудование для очистки воды;

4.      Резервный электрогенератор;

5.      Оборудование для очистки собранной продукции и ее упаковки;

6.      Холодильник или помещение для хранения со стеллажами.

7.      Из расходных материалов – субстрат, семена и упаковка для транспортировки и реализации.

Рынок сбыта
Одним из основных факторов, определяющих успешность сельскохозяйственного бизнеса, является наличие точек потребления. Перед тем, как выращивать овощи на гидропонике, стоит заняться поиском каналов сбыта. Это определит объемы необходимого производства. Какие есть варианты для данной сферы деятельности:

·         Рынки и овощные базы. Реализовывать зелень и овощи можно самостоятельно, а можно сдавать по закупочным ценам. Второй вариант является более быстрым и удобным, но менее прибыльным;

·         Склады оптовиков. Эта точка сбыта приносит чуть большую прибыль, чем продажа овощей перекупщикам на овощной базе. Кроме того, оптовики будут осуществлять самовывоз, соответственно, предпринимателю не придется приобретать транспорт;

·         Кафе и рестораны. Данный рынок осуществляет закупку сельскохозяйственной продукции по высокой цене, но объемы при этом оставляют желать лучшего. Помимо этого, на весь товар потребуются разрешительные документы;

·         Магазины. Предприятия розничной торговли – это наиболее прибыльный и удобный вариант, который позволяет сбывать большие объемы продукции. Для налаживания контакта с магазинами пригодится дополнительный сотрудник.

Расходы и окупаемость

Перейдем к рассмотрению финансовой части бизнес-плана гидропоники. Сколько вложить средств в организацию производства, чтобы добиться наибольшей эффективности?

Итоговая сумма капитальных вложений зависит от вида гидропонной системы, необходимости установки теплицы и материала ее изготовления. Самое главное – изначальные расходы рекомендуется рассчитывать исходя из предполагаемого объема реализуемой продукции.

В смету расходов предстоит включить:

1.      Покупку гидропонной системы и прочего оборудования — от 27704,55 тыс.тн;

2.      Фильтрацию и проверку качества воды — 27-38 тыс. тн;

3.      Закупку расходных материалов 83113,64;

4.      Расходы на электричество и водоснабжение — 83113,64

Согласно статистике, рентабельность бизнеса на гидропонике способна достигать 40%, а первоначальные затраты окупаются в срок до полугода.

Как можно сэкономить на расходах
Опытные предприниматели, которые специализируются на выращивании овощей и зелени в гидропонных системах, рекомендуют сократить затраты с помощью следующих приемов:

·         Освоение технологии изготовления гидропоники;

·         Покрытие субстрата специальной пленкой, за счет чего снижается процент испарения влаги и появляется возможность экономии на водоснабжении;

·         Экономия воды за счет сбора излишков после полива ;

·         Выращивание неприхотливых сортов культур, не требующих частого полива и дополнительного освещения.

·         Рекомендуемый питательный раствор для всех культур

·         NО3 – 18-22 ммоль/л

·         NН4 – 0,3-1,0 ммоль/л

·         К – 9,0 (насыщение торфа), 6-7 (выращивание)

·         Р – 1,8-2,0 (насыщение торфа), 1,25-1,5 (выращивание)

·         Са – 4,5-4,7

·         Мg — 1,5-1,95

·         SО4– 2,75-3,0

·         Fe – 30-35 мкмоль (насыщение), 20-25 (выращивание)

·         Mn — 10

·         B – 35

·         Cu – 0,75-0,9

·         Mo – 3,5-5,0 ., pH – 5,6 – 6,2 .,  Ec – 2,0-2,5 mSm

Заключение

Таким образом, изучение литературных источников и интернет-ресурсов показало, что на сегодняшний день города растут как на дрожжах, урбанизация захватывает все большие площади. Некогда дальние села и деревни становятся к городам все ближе, и темпы застройки продолжают неуклонно расти, в связи с чем, уже сегодня остро встает вопрос о рациональном использовании площадей для выращивания овощей, фруктов и других растений. В связи с тем, что свободной земли становится все меньше, возникает необходимость изобретать новые методы выращивания растений. Одним из таких методов является гидропоника. Метод гидропоники основан на изучении корневой системы растения, а конкретно как происходит питание растения. Ученые работали десятки лет, чтобы понять, что же корень извлекает из почвы. Выяснить это удалось благодаря опытам выращивания растений в воде, которые проводились еще с древних времен. Известно, что первые, примитивные гидропонные установки появились еще в начале современного летоисчисления.

В современном мире гидропоника и беспочвенное культивирование растений могут стать панацеей от различных проблем – глобальное потепление, плохое питание, новые заболевания, рост цен на продукты питания, использование генетически модифицированных продуктов, увеличение мировых конфликтов, нехватка чистой питьевой воды, истощение почв, и других проблем, связанных с перенаселением.

Проведенное мною исследование показало значительное преимущество метода гидропоники в сравнении с выращиванием растений в почве.

В целом можно отметить, что гидропонная установка, даже в домашних условиях позволяет выращивать растение крепким и здоровым, и намного быстрей, чем в почве. Корни растений не страдают от пересыхания или недостатка кислорода при переувлажнении. Расход воды легче контролировать, нет необходимости каждый день поливать растения. Не возникает проблемы недостатка удобрений или их передозировки. Так как растение получает только нужные ему элементы, оно не накапливает вредных для здоровья человека веществ, неизбежно присутствующих в почве (тяжелые металлы, ядовитые органические соединения, радионуклиды, избыток нитратов и др.), что очень важно для овощных растений.

Литература

1.                  Алиев Э.А. Выращивание овощей в гидропонных теплицах. – 2-е изд., доп. и перераб. – Киев: Урожай, 1985. – 160 с.

2.                  Зальцер Э. Гидропоника для любителей // Перевод с немец. М.П. Чумакова. – М.: Колос, 1965. – 158 с.

3.                  Кириллова Е. Гидропоника (Современное комнатное цветоводство). – М.: Росмэн-Пресс, 2005. – 95 с.

4.                  Селянский А., Лобашев Е. Гидропоника на фитопирамидах. – Нива, 2012. – №10. – С. 28-32

5.                  Тексье У. Гидропоника для всех // Перевод с англ. Оганян А. – Париж: Изд-во HydroScope, 2013. – 296 с.

6.                  [Электронный ресурс] – Электрон. дан. – М.: Интернет-портал «Gidroponika», 2006-2015. – Режим доступа: http://gidroponika.com/, свободный. – Загл. с экрана.

7.                  [Электронный ресурс] – Электрон. дан. – М.: Справочно-информационный портал «ВикипедиЯ», 2014. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/, свободный. – Загл. с экрана.

8.                  Электронный ресурс] – Электрон. дан. – М.: Интернет-портал «Флора», 2014. – Режим доступа: http://floragrow.ru/gidroponika/, свободный. – Загл. с экрана.