Pěstování zeleniny hydroponicky s použitím hrášku a řeřichy jako příkladů | Vzdělávací sociální síť

Vědecká a praktická práce, ve které je testována metoda hydroponie.

Stáhnutí:

Příloha	velikost
np_rabota_gidroponika.docx	794.64 KB

Náhled:

Velké množství rostlin umírá na patogenní bakterie a hmyz, který žije v půdě i ve fázi sazenic. To ovlivňuje sklizeň. Proto je potřeba najít substrát alternativu k zemině. Jednou z takových alternativ je voda. Pěstování rostlin ve vodě místo v půdě se nazývá hydroponie.

Použití hydroponie snižuje náklady na kultivaci půdy a poskytuje ochranu před škůdci a plevelem. Použití substrátů bez půdy umožňuje pěstovat více rostlin na omezené ploše. Voda a hnojiva se díky jejich mnohonásobnému využití využívají efektivněji.

Účelem této výzkumné práce je tedy prostudovat výhody hydroponické metody a určit její účinnost ve srovnání s tradiční metodou pěstování rostlin.

K dosažení tohoto cíle byly formulovány následující úkoly:

1. studovat teoretický materiál o zvláštnostech pěstování plodin pomocí hydroponie.
2. experimentálně pěstovat rostlinu pomocí hydroponické metody.
3. porovnejte vývojové ukazatele vegetativních orgánů zeleninových rostlin na příkladu hrachu při pěstování v půdě a v živném médiu.
4. odhalit účinnost hydroponické metody.

Předmětem studia této práce je hydroponická metoda používaná při pěstování hrachu a řeřichy.

Předmět studie: ukazatele vývoje vegetativních orgánů rostlin při pěstování hydroponií.

Hypotéza: pokud při pěstování zeleninových sazenic použijete hydroponickou metodu, můžete dosáhnout vyšší rychlosti vývoje vegetativních orgánů rostlin.

Novinka díla: jedním z akutních problémů domácího pěstování sazenic je omezený užitný prostor na parapetech a úhyn sazenic hmyzím škůdcem. Hydroponická metoda umožňuje ušetřit místo na parapetu a pěstovat sazenice bez ztrát hmyzích škůdců.

Praktický význam práce spočívá v tom, že v praxi zkoušíme nové vybavení učebny biologie při práci podle nových federálních norem. Výsledky práce mohou být zajímavé pro studenty biologického kroužku i pro ty, kteří pěstují rostliny doma.

1. Teoretická část.

1. Historie hydroponie.

Hydroponické technologie jsou technologiemi budoucnosti, úspěšně vyvinuté v různých zemích, ale stojí za to si zapamatovat přísloví: „Nové je dobře zapomenuté staré“.

Jeden ze sedmi divů světa, visuté zahrady postavené Nabuchodonozorem pro svou manželku Semiramis, se dodnes nedochovaly. Tyto kvetoucí zahrady byly zázrakem, protože se nacházely v horké poušti a byly nápadné svou velikostí. V 6. století př. n. l. dal babylonský král Nabuchodonozor II. rozkaz vybudovat nádherné zahrady pro svou milovanou manželku Amytis.

Na základě několika málo svědeckých výpovědí, které se dostaly do naší doby, můžeme dojít k závěru, že, abychom použili moderní jazyk, byly k údržbě rostlin použity primitivní hydroponické systémy aktivního typu.

Jako substrát byla použita směs zeminy a kamení, jakási hydrokultura. Bohužel chybí popis receptury na přípravu živného roztoku pro rostliny.

1.2. Další vývoj hydroponie.

Profesor medicíny John Woodward (1665 – 1828) byl pravděpodobně prvním, kdo zavedl a popsal kultivaci, která se nejvíce přibližuje definici hydroponie. V roce 1699 pěstoval mátu peprnou. Woodward učinil správný závěr: „Rostliny nevznikají z vody, ale z nějakého půdního materiálu. [1]

Poprvé byla rostlina přenesena ze semen do květu a nových semen na umělém roztoku dvěma německými botaniky, F. Knopem a J. Sachsem, v roce 1856. To umožnilo přesně zjistit, jaké chemické prvky rostliny potřebují. Od té doby Knopův roztok zaujal čestné místo v hydroponických kulturách.

Je však třeba poznamenat, že v té době již podobná zařízení v Evropě fungovala. Největší z nich vznikl v Sovětském ovocnářském ústavu z iniciativy prof. D. N. Pryanishnikovová. Výsledky práce této významné vědecké instalace prakticky realizovala sovětská polární expedice již v roce 1937. Od roku 1936 se u nás hydroponie využívá k pěstování zeleninových a květinových rostlin ve sklenících. První výzkumný ústav pracující s neopodstatněnými metodami byl založen v Minsku. Tam byla vyvinuta metoda aeroponie.

Všechno na světě směřuje k tomu, že hydroponie (hydrokultura) je budoucnost, a to velmi slibná. V Rusku je několik společností, které na tomto specializovaném trhu působí již dlouhou dobu. [2]

1.3. Hydroponie a její druhy.

Hydroponie je obecný pojem označující jednu z metod pěstování rostlin bez půdy pomocí živných roztoků obsahujících celou škálu látek nezbytných pro růst a vývoj v požadované koncentraci a formě dostupné rostlině. V tomto případě je nutné vytvořit příznivé podmínky pro vývoj kořenů a výživu rostliny. K tomu je nutné zajistit kontakt kořenů s živným roztokem a neustálý přístup vzduchu ke kořenům a také vytvořit optimální vlhkost v prostoru mezi živným roztokem a spodinou kořenů, protože při nedostatku vlhkosti rychle vyschnou.

K tomu jsou rostliny zakořeněny v silné vrstvě minerálního substrátu (štěrk, keramzit, vermikulit atd.) a rostliny jsou opatřeny živným roztokem na principu pravidelného vlhčení nebo pravidelné zálivky shora nebo na principu zpětného zavlažování.

Princip zpětného toku spočívá v tom, že roztok je neustále přítomen pouze ve spodní části substrátu, kam pronikají dlouhé kořeny rostliny, a ke zbytku kořenů roztok stoupá kapilárami.

Použití horního zavlažování je extrémně jednoduchý způsob, jak pěstovat rostliny hydroponicky. Několikrát týdně substrát zaléváme živným roztokem a jednou čistou vodou. [3]

1.4. Rostliny pěstované hydroponicky.

Tato metoda je stále oblíbenější, a to jak v zemědělství, tak mezi běžnými lidmi, kteří chtějí mít na stole čerstvou zeleninu po celý rok a třeba i pěstovat exotické rostliny. Co tedy můžete pomocí hydroponie pěstovat?

Hydroponické pěstování zeleně (hlávkový salát, kopr, cibule, máta atd.) není žádnou novinkou. Mnoho zapálených zahrádkářů tuto metodu využívá k pěstování sazenic exotických rostlin nebo běžných květin – jak pokojových, tak zahradních. Můžete pěstovat různé mechy, ale i ovocné rostliny.

Co nelze pěstovat hydroponicky?

Tento vynikající způsob pěstování rostlin má jednu nevýhodu: není možné s jeho pomocí pěstovat hlíznaté rostliny – brambory, řepu, mrkev, rutabagas, ředkvičky.

Na vše ostatní je hydroponie vynikající metodou, která umožňuje výrazně urychlit růst rostlin, ušetřit užitečný prostor, peníze a mzdové náklady. [4]

1.5. Způsoby pěstování rostlin pomocí hydroponie.

Co je k tomu potřeba? Pro použití hydroponie jsou vyžadovány následující materiály:

1. keramzitové kuličky jako substrát, který absorbuje vodu a vyživuje rostliny;
2. vegetační nádoba nebo plastový květináč s mřížkovými stěnami ve formě truhlíku, který je vyplněn substrátem;
3. keramická nebo plastová miska obsahující vodu nebo základní hnojivo;
4. měřidlo hladiny vody, které je připevněno k vaničce. Umožňuje vám určit, kdy rostlina potřebuje vodu.

Nejčastěji používané druhy substrátů jsou: keramzit, perlit, agroperlit, vermikulit, štěrk, žulový drť, hrubý písek, pemza, někdy se používá minerální vlna a kokosové hobliny. Použít můžete i granulovaný plast, tedy minerální plast, porovinil apod., ale i přírodní substráty – piliny, mech a rašelinu. Substráty lze kombinovat. Například míchají žulu s pískem nebo písek s keramzitem.

Výhodou hydroponické metody je, že jakmile rostliny projdou přechodnou fází, mohou absorbovat vlhkost a živiny z roztoku u dna nádoby, zatímco kořeny nahoře začnou absorbovat potřebné množství kyslíku.

Úroveň živin v roztoku je kritická. Pokud do rezervoáru nalijete příliš mnoho vody, zbude pro kořeny málo vzduchu, nebudou schopny přijímat dostatek kyslíku a rostlina odumře. Faktem je, že kyslík, který je nezbytný pro život rostlin, se ve vodě špatně rozpouští, takže jeho koncentrace v blízkosti kořenů rychle klesá.

Kyslík zajistíte kořenům tak, že je do živného roztoku ponoříte ne úplně, ale přibližně do poloviny. K tomu byste měli použít tác se síťovaným dnem, do kterého se nasype 3-4 cm vrstva sypkého substrátu. Poté se do ní zasadí naklíčená semena nebo zakořeněné řízky. Podnos se umístí na nádobu s živným roztokem. Mezi pletivem a roztokem by měl být vzduchový prostor, který se zvětšuje s růstem kořenového systému. V počáteční fázi, dokud kořeny nedosáhnou povrchu živného roztoku, se substrát s rostlinami v něm vysazenými zvlhčuje pravidelnou zálivkou shora. [5]

1. Praktická část práce.

2.1. Hydroponická úprava, příprava substrátu a živného roztoku.

Při provádění praktické části výzkumu v počáteční fázi jsme se museli rozhodnout pro návrh hydroponické instalace. Biologická místnost má speciální vybavení pro pěstování rostlin pomocí hydroponie. Toto zařízení je určeno pro použití studenty studující biologii podle nových federálních státních norem.

Nastavení je vyrobeno z průhledného plastu a je rozděleno do šesti sekcí v horní části se zakřivenou štěrbinou ve spodní části. Spodní část instalace má společné dno, do kterého lze nalít živný roztok. V rozích instalace jsou otvory pro přívod vzduchu ke kořenům rostlin.

Dále jsme zvolili substrát, ve kterém budeme rostlinu pěstovat. Jako substrát by měly být použity inertní materiály. Vybrali jsme expandovanou hlínu, protože má následující pozitivní vlastnosti:

3) porézní, ve kterém rostlina dokáže udržet vlhkost po poměrně dlouhou dobu;

4) po přípravě nemění pH roztoku.

V obchodě jsme koupili keramzit a připravili jsme si ho. Nejprve jsme vybrali keramzit o velikosti 3-4 cm, poté je několikrát důkladně omyli a osušili.

V další fázi výzkumu jsme vybrali rostlinu, kterou bychom pěstovali hydroponicky. Vybrali jsme hrášek, jehož semena jsme na podzim nasbírali z našeho zahradního pozemku. Hlídala jsem to celé léto a teď jsem chtěla vidět, jak hrách roste doma na parapetu. Hrách navíc není při pěstování náročný a výsledky svého snažení můžete rychle zaznamenat.

Na přání mé matky jsem kromě hrášku začal pěstovat salát, protože jsem se z literárních zdrojů dozvěděl, že k vynucení zeleně dochází velmi rychle.

2.2. Příprava sadebního materiálu.

Pokus začal 2. února 2014. K předklíčení semínek jsme použili tradiční metodu: několik hrachů jsme zabalili do vlhkého ubrousku a položili na talíř s malým množstvím vody (příloha č. 1).

Po vyklíčení semínek jsme je přesadili do předem připraveného květináče se zeminou.

A když ze země vyrašily první dva listy, opatrně jsme rostlinu vykopali a po omytí kořenů tekoucí vodou umístili hrášek do přihrádky hydroponického systému a kořeny opatrně posypali keramzitem.

Jako živná směs byla použita hotová směs GUMI-20. Obsah dusíku 0,5-2 %, Fosfor 0,5-2 %, Draslík 0,5-1 %.

První dny jsme ke krmení rostliny používali roztok dvakrát zředěný destilovanou vodou.

Rostlina byla pěstována na slunné straně na okenním parapetu. Nebylo použito umělé osvětlení.

Pro srovnání, naklíčený hrách byl přesazen vedle hydroponického zařízení do výživné půdy pro zeleninové plodiny pěstované tradičním způsobem. (Příloha č. 1).

Roztok v hydroponickém systému byl měněn každých 10 dní. V intervalech byla sledována hladina roztoku a v případě potřeby byla jeho hladina upravena na normu přidáním destilované vody. [6]

2.3. Výsledky experimentu.

Pokus č. 1 Srovnávací dynamika růstu a vývoje výhonků hrachu s použitím různých způsobů pěstování.

Po přípravě všech nezbytných podmínek pro pěstování různými metodami bylo vysazeno 10 klíčků hrachu (5 v hydroponii, 5 v půdě).

Hrách je jednoletá rostlina se slabými popínavými stonky, až 50 cm vysoká. Listy jsou lichozpeřené a zakončené rozvětvenými úponky, pomocí kterých přilnou k jiným rostlinám.

V průběhu růstu vzorků experimentální a kontrolní skupiny byla prováděna fenologická pozorování a biometrická měření vzorků, vypočteny průměrné ukazatele a sestavena srovnávací dynamika růstu. Dynamika růstu je uvedena v grafu č. 1.

Graf č. 1 „Dynamika růstu výhonků hrachu při hydroponickém pěstování a v půdě“.

Z grafových dat jsou patrné výrazné rozdíly v rychlosti růstu výhonků. Vzorky pěstované hydroponicky vykazují poměrně velkou mezeru a již za 5 týdnů dosahují velikosti 35 cm, zatímco vzorky pěstované v půdě – pouze 25 cm. Rozdíl byl 10 cm.

Během prvních týdnů studie byl pozorován nejaktivnější růst hydroponických vzorků, zatímco naopak pomalý růst půdních vzorků. Kořen umístěný v živném roztoku neroste, protože není třeba hledat minerály. Hydroponické rostliny zažívají aktivnější růst stonků a listů a také vývoj postranních výhonků. Poté se během dalších 3 týdnů rychlost růstu postupně snižovala a začal aktivní vývoj postranních výhonků. V 5. týdnu jich bylo 6, zatímco ve vzorcích pěstovaných v půdě byly 2. Počet listů se také zvýšil ze 2 listů na 16 v hydroponii a při pěstování hrachu v půdě se počet listů zvýšil ze dvou na 12. Výsledky jsou uvedeny v tabulce č. 1 „Ukazatele vývoje výhonků hrachu při hydroponickém pěstování a v půdě.“

Tabulka č. 1 „Ukazatele vývoje výhonků hrachu při hydroponickém pěstování a v půdě.“

Únikový vývoj po týdnu

Počet postranních výhonů, ks.