Методические рекомендации по выращиванию растений методом гидропоники

Воеводина Лилия Викторовна

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Зерносовхозская средняя школа имени М.Н. Костина п. Новоселки муниципального образования «Мелекесский район» Ульяновской области».

Учитель биологии

Методические рекомендации по выращиванию растений методом гидропоники.

Согласно прогнозам учёных рост населения планеты к 2050 году достигнет 10 млрд человек. Такой рост населения потребует увеличения производства продовольствия на 60-70%. Как это обеспечить в условиях чрезмерного потребления минеральных, водных, растительных, животных и почвенных ресурсов ?

В настоящее время трендом развитых и развивающихся стран является городское фермерство. В условиях истощения земель и водных ресурсов оно является одним из решений обеспечения продовольственной безопасности и ведения устойчивого сельского хозяйства. Основной причиной развития городского фермерства является потребление свежей, более качественной продукции и сокращение времени на транспортировку продуктов питания.

В современной литературе описывается два типа ведения хозяйства:

- открытые фермы, которые работают аналогичным образом с схожими предприятиями сельской местности;

- закрытые фермы, представляющие собой теплицы на крышах зданий, в закрытых помещениях. [4].

С точки зрения технологии, экономики и экологии большой интерес представляет закрытый тип городской фермы, основными факторами которых являются: ограниченность земельных ресурсов, стоимость земли и уровень загрязнения почв, воздуха и воды [2].

На сегодняшний день выращивание овощных культур на малообъемных субстратах широко распространено. В странах Скандинавии более 80% общей площади теплиц занято овощными культурами, выращиваемыми по новой технологии; в Нидерландах – в стране земледелия - более 50% (4000 га площади страны занимают овощные культуры, более 2000 га. переведено на малообъемные субстраты). Порядка 30% зелени в настоящее время методом гидропоники производится в Приволжье, 20 % - в Центральном Федеральном округе, 13 % - в южном федеральном округе, в Сибири, Урале и Дальнем Востоке менее 40 %. Крупные агрохолдинги большей частью культивируют не зеленые культуры, а огурцы, несмотря на то, что рынок ими уже перенасыщен. Между тем, выращивание зелени может обеспечить рентабельность в сотни процентов: она не требует больших вложений, а урожай можно собирать 3–4 раза в год [3].

Всё больше людей на сегодняшний день выбирают городскую среду для места жительства, следовательно, позволяет вырастить качественную сельскохозяйственную продукцию в городе.

По данной теме существует достаточное количество исследований, но все они проводятся не в школах, а в исследовательских лабораториях. Для школьников данный проект по выращиванию растений гидропонным методом является инновацией в научно- исследовательской деятельности.

Цель: создание гидропонной системы для выращивания зелени в водной среде при отсутствии почвы и получение стабильного дохода.

Задачи:

1. Подобрать, изучить и проанализировать информацию с сайтов интернета, литературы о стартапах и гидропонике.

2. Написать бизнес-план по выращиванию зелени методом гидропоники.

3. Построить чертеж гидропонной установки в программе «Компас-2D».

4. Собрать гидропонную установку, согласно чертежу.

5. Установить реле времени для управления устройствами по таймеру на платформеArduinoUno.

6. Изготовить макет посадочных корзинок в программе Tinkercad и напечатать на 3D- принтере.

7. Провести эксперимент: вырастить зелень на гидропонике.

8. Проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

9. Определить перспективы развития проекта.

Предмет исследования: гидропоника.

Методы исследования: опрос, анализ, эксперимент, обработка данных, метод leanstartup.

Результаты реализации:

Качественные:

- установка гидропонной системы

- получение экологически чистой и полезной продукции

Количественные:

- поставка зелени в кафе 31,2 кг зелени в первый год реализации стартапа.

Место реализации: МБОУ «Зерносовхозская СШ имени М.Н. Костина п.Новоселки».

Период реализации проекта: январь 2021 – декабрь 2025 гг.

1. Механизм реализации стартап-проекта

1. Посевной этап, или Pre-Seed stage. На данном этапе происходит поиск идеи и разработка технических способов выращивания зелени методом гидропоники. Анализ рынка, разработка бизнес-плана. Поиск источников финансирования.

2. Запуск, или Startup Stage. Оказавшись в рыночных условиях, продукт должен доказать свое преимущество перед аналогами.

3. Рост, или Growth Stage. Продукт пользуется спросом и потихоньку захватывает рыночную нишу, на которую ориентировались его разработчики.

4. Расширение, или Expansion Stage. Цели, отраженные в бизнес плане, наконец-то достигнуты. Но агрообъединение на этом не останавливается – оно продолжает продвигать свое детище на новых рынках.

Таблица 1

Сроки и этапы реализации проекта

Технология выращивания зелени гидропонным методом

Посев и проращивание семян

Понадобится: семена, поролоновые диски, пинцет, контейнер для проращивания, вода.

Налить чистой воды в контейнер для проращивания и поместить в него поролон с выемками для семян. Надавить на него, поролон должен полностью пропитаться водой, после чего долить чистой воды до середины выемки под семена.

Аккуратно пинцетом поместите семена (1-2шт.) в выемки поролона.

Установить контейнер в светлое место на 1-7 дней для прорастания семян, до тех пор, пока из поролона на 1,5 см не покажутся корни.

Создание условий для роста

Понадобится: гидропонная установка, инертный субстрат (керамзит), вода, удобрение для водных растений, чистая вода, регуляторы кислотности, pH-метр, термометр, шприцы одноразовые 3 шт.

Стаканчики заполнить инертным субстратом и аккуратно поместить поролоновые диски с проростками семян.

Инертный субстрат. В качестве инертного субстрата выбран керамзит. Он является строительным материалом, который выпускается в виде гранул диаметром 2-50 мм. Производится из глины, прошедшая термическую обработку. В гидропонике будет использоваться дробленый керамзит с размером гранул 2-5 мм, который имеет пористую структуру, позволяющую удерживать питательный раствор. Керамзит отличается высокой механической прочностью и небольшой влагоёмкостью. Под влиянием корневых выделений гранулы керамзита разрушаются, в результате чего возрастает удельная и объемная масса субстрата.

Чтобы не допустить накопления метаболитов (продуктов жизнедеятельности растительного организма, что способствует развития бактерий и вызывает задержку в развитии растений\гибель), керамзит необходимо периодически промывать водой или 3% перекисью водорода

К гидропонной установке подключить освещение в виде фитосветильников, способствующих росту и фотосинтезу.

Рост и развитие

Зелень вызревает полностью и готова полностью к употреблению через 28 - 45 дней после момента высева.

Чистка гидропонной системы проводится 1 раз в 3 месяца (электропитание при проведении должно быть отключено).

Для полноценного роста и развития растений, для восполнения недостатка света используются светодиодные фитолампы RAFECOFF мощностью 18 Вт и длиной 1200 мм. Использование светодиодов снижает испарение, угол рассеивания 120 градусов. Рекомендуемое расстояние до листьев рассады 15-20 см. Для обеспечения темновой фазы фотосинтеза необходимо оставлять рассаду на 7-8 ч в темноте.

Качественный анализ рисков

Анализируя данные, полученные в SWOT – анализе, можно сделать вывод, что проект имеет сильные стороны и возможности, позволяющие детскому объединению «Экологическая агрохимия» выполнить свой план.

Список используемой литературы

Бентли М. Промышленная гидропоника. М.: Изд-во Колос, 1965. – 819 с.

Бланк С. Стартап: настольная книга основателя. М. Альпина Паблишер 2013г

Гидроном. Первая российская школа гидропоники/. – Электрон. ст. – Россия. – URL: https://gidronom.ru , свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус. (Дата обращения 10.06.2021).

Д.Ю. Каталевский, А.Ю. Иванов и др. Современные агротехнологии: экономико-правовые и регуляторные аспекты. Наиональный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Институт права и развития ВШЭ – Сколково.- 2-е изд.- М.: Изд. дом Высшей школы экономики, 2019. – 444 с.

Зальцер Эрнст. Гидропоника для любителей. М.: Изд-во Колос, 1965. – 159 с.

Информация о рынке овощей, фруктов, ягод и орехов Восточной Европы и Центральной Азии /. – Электрон. ст. – Россия. – URL: https://east-fruit.com , свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус. (Дата обращения 05.06.2021).

Руденко М.С. Чудесная гидропоника: все секреты урожая в гидрогеле, торфе, селе, мхе. – Х.: Виват, 2017. – 224 с.

Тексье У. Гидропоника для всех. Все о садоводстве на дому: Изд. HydroScope -2013. - 296 с.

Чесноков В.А., Базырина Е.Н. и др. Выращивание растений без почвы. Ленинград: Издательство Ленинградского университета, 1960. — 170 с.

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия. М.: Колос, 2002. - 584 с.

MINIFERMER. Товары для фермеров/. – Электрон. ст. – Россия. – URL: https://minifermer.ru/ , свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус. (Дата обращения 10.06.2021).

Приложения

Приложение 1

Чертеж гидропонной установки